WO2018151019A1 - 立体選択的な二置換ハロゲン化エポキシドの製造方法 - Google Patents

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formula
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disubstituted
cis
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崇 柏葉
安本　学
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セントラル硝子株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00—Preparation of oxiranes
    • C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
    • C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
    • C07D301/12—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with hydrogen peroxide or inorganic peroxides or peracids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D303/00—Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D303/02—Compounds containing oxirane rings
    • C07D303/48—Compounds containing oxirane rings with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, directly attached to ring carbon atoms, e.g. ester or nitrile radicals

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a stereoselective disubstituted halogenated epoxide.
  • Non-Patent Document 1 describes that 1,3,3,3-tetrafluoroethyl 1,3,3,3-tetrafluoroacetate is obtained through a multi-step process using ethyl 1,3,3,3-tetrafluoroacetoacetate as a starting material. Methods for obtaining propene oxide are known.
  • Patent Document 1 discloses the production of corresponding epoxides by subjecting substituted olefins having fluoroalkyl groups to an oxidation reaction using hypofluoric acid (HOF). An example is known.
  • HAF hypofluoric acid
  • Patent Document 2 discloses an oxidation reaction using sodium hypochlorite (NaClO) for perfluoropropene.
  • NaClO sodium hypochlorite
  • TOMAC represents “trioctylmethylammonium chloride”.
  • Non-Patent Document 1 Since the method described in Non-Patent Document 1 can obtain a disubstituted halogenated epoxide in a high yield, it is preferable as a seemingly preferable method. However, in this method, the fluorine atom bonded to the 1st carbon atom of the epoxide and the trifluoromethyl group bonded to the 2nd carbon atom were not stereoselective to each other. Further, since the target product was synthesized from ethyl 1,3,3,3-tetrafluoroacetoacetate through three steps in order to synthesize this epoxide, it was difficult to adopt as a simple method.
  • Patent Document 2 the method described in Patent Document 2 is regulated by the Montreal Convention of R-113 (1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane; also referred to as “CFC-113”) as a reaction solvent.
  • CFC-113 (1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane; also referred to as “CFC-113”
  • benzene a toxic solvent such as benzene, and sodium hypochlorite, which is an oxidizing compound, and diisopropyl ether. Since it may occur, it could not be said to be an industrially adopted method.
  • hypofluoric acid HAF
  • alkali metal hypochlorite alkaline earth metal hypochlorous acid
  • alkaline earth metal hypochlorous acid as an oxidant. It has been found that a disubstituted halogenated epoxide can be obtained stereoselectively by reacting a hypohalous acid such as a salt or a salt thereof, and the present invention has been completed.
  • the present invention provides the inventions described in [Invention 1]-[Invention 8] below.
  • [Invention 1] A process for producing a disubstituted halogenated epoxide represented by the general formula [2] by reacting a hypohalogenous acid or a salt thereof with the disubstituted halogenoolefin represented by the general formula [1].
  • R f represents a linear or branched C 1-10 fluoroalkyl group having at least one fluorine atom and X 1 represents a halogen atom.
  • R f and X 1 are the same as R f and X 1 in the general formula [1]. * Represents an asymmetric carbon. ]
  • the disubstituted halogenated epoxide is a trans-disubstituted halogenated epoxide represented by the general formula [2a] or the general formula [2aa], or a cis-2 represented by the general formula [2b] or the general formula [2bb].
  • a process according to invention obtained as a substituted halogenated epoxide.
  • R f and X 1 are the same as R f and X 1 in General Formula [1], respectively.
  • [In Formula [2b] and Formula [2bb] R f and X 1 are the same as R f and X 1 in General Formula [1], respectively. ]
  • a disubstituted halogenated epoxide is selectively produced, and when a cis-disubstituted halogenoolefin represented by the general formula [1b] is used as the disubstituted halogenoolefin, the general formula [ The method according to invention 1 or 2, wherein a cis-disubstituted halogenated epoxide represented by the formula [2b] or the general formula [2bb] is selectively produced.
  • Invention 7 The method according to any one of Inventions 1 to 6, wherein X 1 is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.
  • invention 8 The method according to any one of inventions 1 to 7, wherein the hypohalous acid or a salt thereof is hypofluoric acid, an alkali metal hypochlorite or an alkaline earth metal hypochlorite.
  • the present invention has the effect of producing a disubstituted halogenated epoxide in a stereoselective manner in an industrially feasible form.
  • the present invention is a method for producing a disubstituted halogenated epoxide represented by the general formula [2] by reacting a hypohalogenous acid or a salt thereof with the disubstituted halogenoolefin represented by the general formula [1]. is there.
  • R f of the disubstituted halogenoolefin represented by the general formula [1] is a linear or branched C 1-10 alkyl group having one or more fluorine atoms. Specifically, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, heptafluoropropyl group, heptafluoroisopropyl group, hexafluoroisopropyl group, nonafluorobutyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, 3, 3, 3 -Trifluoropropyl group, 4,4,4-trifluorobutyl group, difluoromethyl group, 1,1-difluoroethyl group, 2,2-difluoroethyl group, 1,1-difluoropropyl group, 2,2-difluoro Propyl group, 3,3-difluoropropyl group, 1,1-difluorobutyl group, 2,2-difluor
  • X 1 of the disubstituted halogenoolefin represented by the general formula [1] is a halogen atom and represents a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.
  • halogenoolefins those in which R f is a trifluoromethyl group and X 1 is a fluorine atom or a chlorine atom are particularly preferred. Specifically, 1,3,3,3-tetrafluoropropene and 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene.
  • the disubstituted halogenoolefin represented by the general formula [1] can take a trans position or a cis position with R f and X 1 being centered on a double bond (trans isomer, The cis isomer) and the present invention can be used as starting materials regardless of whether the cis isomer and the trans isomer are used alone or as a mixture.
  • hypohalous acid or a salt thereof functions as an oxidizing agent (in this specification, hypohalous acid or a salt thereof is sometimes referred to as “oxidizing agent”), which oxidizes a double bond and generates a corresponding epoxide skeleton ( Or an oxirane skeleton).
  • hypohalous acid or a salt thereof include hypofluoric acid, alkali metal hypochlorite, alkaline earth metal hypochlorite, and the like.
  • alkali metal hypochlorite and alkaline earth metal hypochlorite include lithium hypochlorite, sodium hypochlorite, potassium hypochlorite, rubidium hypochlorite, hypochlorous acid.
  • hypofluorite, lithium hypochlorite, sodium hypochlorite, potassium hypochlorite, and calcium hypochlorite are preferred.
  • Hypofluorite, sodium hypochlorite, Calcium chlorite is particularly preferred.
  • Hypochlorous acid used in the oxidation reaction of the present invention can be generated by reacting water and fluorine gas in a nitrile solvent, and the generated solution can be used for the reaction.
  • a nitrile solvent to be used include acetonitrile, propane nitrile, butane nitrile, and pentane nitrile. Acetonitrile and propane nitrile are preferable, and acetonitrile is particularly preferable.
  • the gas for diluting the fluorine gas is not particularly limited, but may be any gas that does not easily react with the fluorine gas. Specific examples include nitrogen, helium, neon, argon, and krypton.
  • the temperature for generating hypofluorous acid may be 10 ° C. or less, preferably ⁇ 70 ° C. to + 5 ° C., particularly preferably ⁇ 40 ° C. to 0 ° C.
  • hypofluoric acid may be generated in the reactor by introducing fluorine gas into a normal reactor with a dip tube, such as a microreactor. It may be generated continuously by employing an apparatus.
  • Patent Document 1 Ming. H. Hung. Et al, J. Org. Chem., 1991, 56, 1873187 The method described in -3189.
  • Alkali metal hypochlorite or alkaline earth metal hypochlorite can be used as a hydrate, and in the present invention, an alkali metal adjusted to have a concentration range of approximately 21% by mass or more. It is preferable to use an aqueous solution of hypochlorite or alkaline earth metal hypochlorite (a commercially available one may be used, and the aqueous solution is adjusted so that this concentration is within the reactor. However, the latter method is convenient).
  • aqueous solution of alkali metal hypochlorite or alkaline earth metal hypochlorite means an alkali metal hypochlorite or alkaline earth as a component in a solid or liquid, respectively. It shows that a metal group hypochlorite is contained.
  • mass percentage NaClO ⁇ 5H 2 O is 45% by mass from “molecular weight of NaClO (74.4) ⁇ molecular weight of NaClO ⁇ 5H 2 O (164.5) ⁇ 100”.
  • CaCl (ClO) ⁇ H 2 O is 89 wt%, 80 wt%, 73 wt%, and 49 wt%, respectively, from the same calculation.
  • the content of alkali metal hypochlorite and alkaline earth metal hypochlorite is intentionally added with additives that do not substantially affect the oxidation reaction itself (or have no oxidation activity). Even if the reaction is carried out with the apparent content of the oxidizing agent being less than 21 wt%, it is treated as being included in the claims of the present invention.
  • the amount of the oxidizing agent used is usually 0.5 mol or more, preferably 0.75 to 20 mol, preferably 1 mol to 1 mol with respect to 1 mol of the disubstituted halogenoolefin represented by the general formula [1]. 10 moles are particularly preferred.
  • the reaction temperature may be + 150 ° C. or less, preferably ⁇ 50 ° C. to + 120 ° C., particularly preferably ⁇ 40 ° C. to + 100 ° C.
  • a solvent can be used for the reaction.
  • the solvent only needs to be a solvent that does not easily react with the fluorinated olefin and the oxidizing agent.
  • Water, nitrile solvent, hydrocarbon solvent, aromatic hydrocarbon solvent, halogenated hydrocarbon solvent, halogenated aromatic hydrocarbon A solvent is mentioned.
  • water, acetonitrile, heptane, benzene, dichloromethane, chloroform, chlorobenzene, benzotrifluoride are preferred, water, Acetonitrile, dichloromethane, chloroform, and benzotrifluoride are particularly preferred.
  • These solvents may be used alone or in combination.
  • hypochlorous acid is used as the oxidizing agent
  • phase transfer catalyst examples include halogenated quaternary ammonium salts and halogenated quaternary phosphonium salts.
  • tetramethylammonium fluoride tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, tetramethylammonium iodide, tetraethylammonium fluoride, tetraethylammonium chloride, tetraethylammonium bromide, tetraethylammonium iodide, tetrapropylammonium fluoride, Tetrapropylammonium chloride, tetrapropylammonium bromide, tetrapropylammonium iodide, tetrabutylammonium fluoride, tetrabutylammonium fluoride, tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide
  • the amount of the phase transfer catalyst used may be 0.00001 mol to 1 mol, preferably 0.0001 mol to 0.75 mol, preferably 0.001 mol to 1 mol with respect to 1 mol of the disubstituted halogenoolefin represented by the general formula [1]. 0.5 mol is particularly preferred.
  • a basic compound may be added to the reaction system.
  • Examples of basic compounds include alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, alkali metal carbonates, alkaline earth metal carbonates, alkali metal hydrogen carbonates, alkaline earth metal hydrogen carbonates, and alkali metals. Hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, and alkali metal carbonates are preferable, and alkali metal hydroxides and alkaline earth metal hydroxides are particularly preferable.
  • the reactor used for the reaction may if made of a material having heat resistance and corrosion resistance, stainless steel, Hastelloy TM, Monel TM, nickel, or metal containers, such as platinum, tetrafluoroethylene resin, chlorotrifluoroethylene
  • a reactor capable of performing a sufficient reaction under normal pressure or pressure, such as a resin, vinylidene fluoride resin, PFA resin, polypropylene resin, polyethylene resin, or a glass-lined resin inside can be used.
  • the reaction end point is not particularly limited. Usually, after the introduction of the disubstituted halogenoolefin is completed, the reaction conversion rate is a predetermined value by means of a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR), gas chromatography, liquid chromatography or the like. It is preferable to set the end point when the value reaches or when the amount of the product no longer changes.
  • NMR nuclear magnetic resonance apparatus
  • the post-treatment after the reaction is carried out by adopting a general procedure in organic synthesis to convert a disubstituted halogenated epoxide represented by the general formula [2], particularly in the present invention, a cis isomer or a trans isomer of the epoxide. It is possible to manufacture selectively.
  • the crude product can be purified to a high purity by activated carbon treatment, fractional distillation, column chromatography or the like, if necessary.
  • % of the composition analysis value means “area” of the composition obtained by measuring the reaction mixture by nuclear magnetic resonance spectrum (NMR) or gas chromatography (the detector is FID unless otherwise specified). % ".
  • Example 1 10 ml of water and 100 ml of acetonitrile were placed in a PFA reaction vessel to prepare an acetonitrile aqueous solution, and then a 20% fluorine gas diluted with nitrogen was introduced at a flow rate of 50 sccm for about 180 minutes using a mass flow controller. The temperature at this time was -10 ° C to -9 ° C. After the introduction of the diluted fluorine gas was completed, nitrogen gas was introduced at a flow rate of 50 sccm for about 10 minutes. To the resulting hypofluorite-containing solution, 2.6 g (20 mmol) of cis-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene was introduced, followed by reaction for 3 hours.
  • the internal temperature at this time was ⁇ 8.6 ° C. to 15 ° C.
  • an internal standard substance was added to the reaction solution and quantified by 19 F-NMR.
  • 13.4 mmol (yield 67%) of cis-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene oxide was contained. It was.
  • isomer trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene oxide could not be confirmed by 19 F-NMR.
  • Example 2 A hypofluorite-containing solution was prepared in the same manner as in the method described in Example 1. To the obtained solution, 2.3 g (20 mmol) of cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene was introduced, and then reacted for 3 hours. The internal temperature at this time was ⁇ 11.9 ° C. to ⁇ 8.7 ° C. After completion of the reaction, an internal standard substance was added to the reaction solution and quantitatively determined by 19 F-NMR. As a result, 19.1 mmol (yield 95%) of cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene oxide was contained. . At this time, isomer trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene oxide could not be confirmed by 19 F-NMR.
  • Example 3 After preparing 10 mL of water and 100 ml of acetonitrile in a PFA reaction vessel to prepare an acetonitrile aqueous solution, 20% fluorine gas diluted with nitrogen was introduced at a flow rate of 60 sccm for about 370 minutes using a mass flow controller. The temperature at this time was ⁇ 15 ° C. to ⁇ 10 ° C. When the introduction of the diluted fluorine gas was completed, nitrogen gas was introduced at a flow rate of 50 sccm for about 10 minutes.
  • the filtrate contained 111 mmol of the desired product (cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene oxide).
  • the obtained filtrate was subjected to precision distillation (rectification).
  • the rectification was carried out with an instrument in which a manual reflux was attached to a packed tower packed with 25 cm ⁇ 2 cm of Helipak No2.
  • Distillation kettle 61.5 ° C. to 62.4 ° C.
  • column top 30.8 ° C. to 39.7 ° C.
  • degree of vacuum 60.2 to 59.7 hPa
  • fraction 11.8 g target product content 92.3%)
  • distillation kettle 62.2 ° C. to 62.4 ° C.
  • tower top 39.9 ° C.
  • Example 4 A hypofluorite-containing solution was prepared in the same manner as in the method described in Example 1. To the resulting solution, 2.0 g (17.6 mmol) of trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene was introduced, followed by reaction for 3 hours. The internal temperature at this time was ⁇ 15.6 ° C. to ⁇ 6.2 ° C. After completion of the reaction, an internal standard substance was added to the reaction solution and quantitatively analyzed by 19 F-NMR. As a result, 11.5 mmol (yield 65%) of trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene oxide was contained. . At this time, the isomer cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene oxide could not be confirmed by 19 F-NMR.
  • Example 5 In a stainless steel autoclave, sodium hypochlorite pentahydrate 378 g (2.31 mol, 6 equivalents), sodium hydroxide 46.2 g (1.15 mol, 3 equivalents), trioctylmethylammonium chloride 5.9 g (14.6 mmol) 3.86 mol%), 320 g of water, and 193 ml of benzotrifluoride were charged, the reactor was sealed, and the internal temperature was cooled to around 1 ° C. At this time, the concentration of sodium hypochlorite in the aqueous solution was 23 wt%. When cooled, the internal pressure was reduced to 0.01 MPa with a vacuum pump.
  • Example 6 In a stainless steel autoclave, sodium hypochlorite pentahydrate 363.6 g (2.21 mol, 6 equivalents), sodium hydroxide 44.2 g (1.11 mol, 3 equivalents), trioctylmethylammonium chloride 5.4 g (13 4 mmol, 3.6 mol%), 292 g of water, and 183 ml of benzotrifluoride were charged, the reactor was sealed, and the internal temperature was cooled to around 1 ° C. At this time, the concentration of sodium hypochlorite in the aqueous solution was 24 wt%. When cooled, the internal pressure was reduced to 0.01 MPa with a vacuum pump.
  • Example 7 With reference to Example 5, the experiment was conducted under the same conditions such as equivalent weight and amount of solvent used, and cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene was reacted to give the target product, cis-1,3. Thus, a solution containing 0.264 mol (yield 65.9%) of 3,3-tetrafluoropropene oxide was obtained.
  • the solution obtained in this example and the solution obtained in Example 5 were mixed, and 100 g of 10% aqueous potassium sulfite solution was added and stirred while cooling with ice water. When it was confirmed that the solution did not color potassium iodide starch paper, two layers were separated. Next, the obtained organic layer was rectified.
  • Example 8 With reference to Example 6, the experiment was carried out under the same conditions such as equivalent amount and the amount of solvent used, and 44.3 g (0.388 mol) of trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene was reacted, As a result, a solution containing 0.252 mol (yield: 65%) of trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene oxide was obtained.
  • the solution obtained in this example and the solution obtained in Example 6 were mixed, and 100 g of 10% aqueous potassium sulfite solution was added and stirred while cooling with ice water. When it was confirmed that the solution did not color potassium iodide starch paper, two layers were separated.
  • Example 3 A hypofluorite-containing solution was prepared in the same manner as in Example 1. To the resulting solution, 2.7 g (23.8 mmol) of 2,3,3,3-tetrafluoropropene was introduced and reacted for 3 hours. The internal temperature at this time was ⁇ 12.2 ° C. to ⁇ 6.0 ° C. As a result of analyzing the reaction solution after completion of the reaction, a corresponding 2,3,3,3-tetrafluoropropene epoxide was not obtained.
  • Comparative Example 6 Referring to Comparative Example 5, acetic acid (20 ml), sodium perborate tetrahydrate 4.6 g (30 mmol) and cis-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene 2.6 g (20 mmol) were added at room temperature. The reaction was performed for 16 hours. As a result of analyzing the solution after completion of the reaction, the target epoxide was confirmed to be 0.2% by 19 F-NMR.
  • the disubstituted halogenated epoxide which is the target compound of the present invention, can be used as an intermediate in pharmaceuticals and agricultural chemicals.

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Abstract

工業的に実施可能な条件で立体選択的に二置換ハロゲン化エポキシドを製造する方法を提供する。一般式：［１］ ［式中、Ｒfはフッ素原子をひとつ以上有する炭素数１～１０の直鎖状または炭素数３～１０の分岐鎖状のフルオロアルキル基を表し、Ｘ1はハロゲン原子を表す。］ で表される二置換ハロゲノオレフィンに、次亜ハロゲン酸またはその塩を反応させることにより、一般式：［２］ ［式中、Ｒf及びＸ1は一般式［１］のＲf及びＸ1と同じである。＊は不斉炭素を表す。］で表される二置換ハロゲン化エポキシドを製造する。

Description

立体選択的な二置換ハロゲン化エポキシドの製造方法
　本発明は、立体選択的な二置換ハロゲン化エポキシドの製造方法に関する。
　二置換ハロゲン化エポキシドの製造方法として、非特許文献１に、１，３，３，３－テトラフルオロアセト酢酸エチルを出発原料とし、多段階工程を経て、１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドを得る方法が知られている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
　また、フッ素化アルキル基を持つエポキシドの合成法として、特許文献１にフルオロアルキル基を持つ置換オレフィンに対し、次亜フッ素酸（ＨＯＦ）を用いて酸化反応を行うことで、対応するエポキシドを製造する例が知られている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
　また、特許文献２にパーフルオロプロペンに対する、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）を用いた酸化反応が開示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 ［式中、ＴＯＭＡＣは「トリオクチルメチルアンモニウムクロリド」を表す。］
　なお、下記式：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 で表される１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドのトランス体の混合物、及び下記式：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 で表される１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドのシス体の混合物についての製造例は知られていない。
国際公開第１９９１／００５７７８号 特開昭５８－１３４０８６号公報
E. T. McBee. et al, J. Am. Chem. Soc., 1953, 75, 4091-4092
　非特許文献１に記載の方法は高収率で二置換ハロゲン化エポキシドを得ることが出来るから、一見好ましい方法として挙げられる。しかし、この方法は、該エポキシドの１位の炭素原子に結合しているフッ素原子及び２位の炭素原子に結合しているトリフルオロメチル基に、互いの立体選択性がなかった。また、このエポキシドを合成するために１，３，３，３－テトラフルオロアセト酢酸エチルから３工程を経て目的物を合成していることから、簡便な方法として採用するには難があった。
　一方、特許文献２に記載の方法は、反応溶媒にＲ－１１３（１，１，２－トリクロロ－１，２，２－トリフルオロエタン；「ＣＦＣ－１１３」とも言う）というモントリオール条約で規制された化合物を使用していること、ベンゼンという毒性の高い溶媒を使用していること、及び酸化性化合物である次亜塩素酸ナトリウムと、ジイソプロピルエーテルとを混合すると、爆発性のある過酸化物を生じることがあるので、工業的にも採用する方法とは言えなかった。
　このように、二置換ハロゲン化エポキシドの製造方法は、工業規模のそれとしては、十分満足のいくものではなかった。
　本発明では、工業的に実施可能な条件で、立体選択的な二置換ハロゲン化エポキシドを製造する方法を提供することを課題とする。
　そこで本発明者らは、上記課題に鑑み、鋭意検討したところ、二置換ハロゲノオレフィンに、酸化剤として次亜フッ素酸（ＨＯＦ）、アルカリ金属次亜塩素酸塩、アルカリ土類金属次亜塩素酸塩等の次亜ハロゲン酸またはその塩を反応させることで、立体選択的に二置換ハロゲン化エポキシドが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち本発明は、以下の［発明１］－［発明８］に記載する発明を提供する。
　［発明１］
　一般式［１］で表される二置換ハロゲノオレフィンに、次亜ハロゲン酸またはその塩を反応させることにより、一般式［２］で表される二置換ハロゲン化エポキシドを製造する方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 ［式中、Ｒfはフッ素原子をひとつ以上有する炭素数１～１０の直鎖状または炭素数３～１０の分岐鎖状のフルオロアルキル基を表し、Ｘ1はハロゲン原子を表す。］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 ［式中、Ｒf及びＸ1は一般式［１］のＲf及びＸ1と同じである。＊は不斉炭素を表す。］
　［発明２］
　二置換ハロゲン化エポキシドが、一般式［２ａ］もしくは一般式［２ａａ］で表されるトランス－二置換ハロゲン化エポキシド、または、一般式［２ｂ］もしくは一般式［２ｂｂ］で表されるシス－二置換ハロゲン化エポキシド、として得られる、発明１に記載の方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 ［式［２ａ］及び式［２ａａ］中、Ｒf及びＸ1は、それぞれ、一般式［１］のＲf及びＸ1と同じである。］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 ［式［２ｂ］及び式［２ｂｂ］中、Ｒf及びＸ1は、それぞれ、一般式［１］のＲf及びＸ1と同じである。］
　［発明３］
　二置換ハロゲノオレフィンとして、一般式［１ａ］で表されるトランス－二置換ハロゲノオレフィンを用いた場合は、二置換ハロゲン化エポキシドとして、一般式［２ａ］もしくは一般式［２ａａ］で表されるトランス－二置換ハロゲン化エポキシドが選択的に生成され、二置換ハロゲノオレフィンとして、一般式［１ｂ］で表されるシス－二置換ハロゲノオレフィンを用いた場合は、二置換ハロゲン化エポキシドとして、一般式［２ｂ］もしくは一般式［２ｂｂ］で表されるシス－二置換ハロゲン化エポキシドが選択的に生成される、発明１または２に記載の方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
　［発明４］
　一般式［３］で表されるトランス－１－ハロゲノ－３，３，３－トリフルオロプロペンに、次亜ハロゲン酸またはその塩を反応させることにより、一般式［４ａ］もしくは一般式［４ａａ］で表されるトランス－１－ハロゲノ－３，３，３－トリフルオロプロペンオキシドを製造する方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 ［式中、Ｘ1はハロゲン原子を表す。］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 ［式［４ａ］及び式［４ａａ］中、Ｘ1は、それぞれ、一般式［３］のＸ1と同じである。］
　［発明５］
　一般式［５］で表されるシス－１－ハロゲノ－３，３，３－トリフルオロプロペンに、次亜ハロゲン酸またはその塩を反応させることにより、一般式［６ｂ］もしくは一般式［６ｂｂ］で表されるシス－１－ハロゲノ－３，３，３－トリフルオロプロペンオキシドを製造する方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 ［式中、Ｘ1はハロゲン原子を表す。］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 ［式［６ｂ］及び式［６ｂｂ］中、Ｘ1は、それぞれ、一般式［３］のＸ1と同じである。］
　［発明６］
　Ｒfが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またはノナフルオロブチル基である、発明１乃至３の何れかに記載の方法。
　［発明７］
　Ｘ1がフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である、発明１乃至６の何れかに記載の方法。
　［発明８］
　次亜ハロゲン酸またはその塩が、次亜フッ素酸、アルカリ金属次亜塩素酸塩またはアルカリ土類金属次亜塩素酸塩である、発明１乃至７の何れかに記載の方法。
　本発明は、工業的に実施可能な形態で立体選択的に二置換ハロゲン化エポキシドを製造できるという効果を奏する。
　以下、本発明を詳細に説明する。以下、本発明の実施態様について説明するが、本発明は以下の実施の態様に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜実施することができる。
　本発明は、一般式［１］で表される二置換ハロゲノオレフィンに次亜ハロゲン酸またはその塩を反応させることにより、一般式［２］で表される二置換ハロゲン化エポキシドを製造する方法である。
　一般式［１］で表される二置換ハロゲノオレフィンのＲfはフッ素原子を一つ以上有する炭素数１～１０の直鎖状または炭素数３～１０の分岐鎖状のフルオロアルキル基である。具体的には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、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ノナフルオロブチル基、２，２，２－トリフルオロエチル基、３，３，３－トリフルオロプロピル基、４，４，４－トリフルオロブチル基、ジフルオロメチル基、１，１－ジフルオロエチル基、２，２－ジフルオロエチル基、１，１－ジフルオロプロピル基、２，２－ジフルオロプロピル基、３，３－ジフルオロプロピル基、１，１－ジフルオロブチル基、２，２－ジフルオロブチル基、３，３－ジフルオロブチル基、４，４－ジフルオロブチル基、フルオロメチル基、１－フルオロエチル基、２－フルオロエチル基、１－フルオロプロピル基、２－フルオロプロピル基、３－フルオロプロピル基、１－フルオロブチル基、２－フルオロブチル基、３－フルオロブチル基、４－フルオロブチル基が挙げられるが、その中でも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が好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。
　一般式［１］で表される二置換ハロゲノオレフィンのＸ1はハロゲン原子であり、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す。
　これらの二置換ハロゲノオレフィンのうち、Ｒfがトリフルオロメチル基であり、Ｘ1がフッ素原子または塩素原子であるものが特に好ましい。具体的には１，３，３，３－テトラフルオロプロペン、１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペンである。
　なお、一般式［１］で表される二置換ハロゲノオレフィンは、二重結合を軸として、ＲfとＸ1とがトランスの位置またはシスの位置を採ることが可能であるが（トランス体、シス体）、本発明はシス体、トランス体、それぞれ単独であっても、もしくは混合物であっても、出発原料として利用できる。
　本発明では、二置換ハロゲノオレフィンに対し、次亜ハロゲン酸またはその塩を反応させることで行う。次亜ハロゲン酸またはその塩は酸化剤として機能し（本明細書において、次亜ハロゲン酸またはその塩を「酸化剤」と言うことがある）、二重結合を酸化させ、対応するエポキシド骨格（またはオキシラン骨格とも言う）を形成する。
　次亜ハロゲン酸またはその塩の具体例は、次亜フッ素酸、アルカリ金属次亜塩素酸塩またはアルカリ土類金属次亜塩素酸塩等が挙げられる。また、アルカリ金属次亜塩素酸塩及びアルカリ土類金属次亜塩素酸塩の具体例は、次亜塩素酸リチウム、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸ルビジウム、次亜塩素酸セシウム、次亜塩素酸マグネシウム、次亜塩素酸カルシウム等が挙げられる。これらの酸化剤のうち、次亜フッ素酸、次亜塩素酸リチウム、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウムが好ましく、次亜フッ素酸、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウムが特に好ましい。
　ここで、酸化剤のうち、次亜フッ素酸の調製方法について記載する。
　本発明の酸化反応で用いられる次亜フッ素酸は、ニトリル溶媒中、水とフッ素ガスを反応させることで発生させ、発生させた溶液を反応に使用することができる。用いるニトリル溶媒としては具体的にアセトニトリル、プロパンニトリル、ブタンニトリル、ペンタンニトリルが挙げられ、アセトニトリル、プロパンニトリルが好ましく、アセトニトリルが特に好ましい。
　使用するフッ素ガスについては１～４０％に希釈されたものを使用するのが好ましい。フッ素ガスを希釈するガスについては特に制限は無いが、フッ素ガスと反応しにくいガスであれば良く、具体的には窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンが挙げられる。
　次亜フッ素酸を発生させる際の温度は１０℃以下であれば良く、－７０℃～＋５℃が好ましく、－４０℃～０℃が特に好ましい。
　次亜フッ素酸の発生形態については特に制限は無いが、通常の反応器にディップ管でフッ素ガスを導入して反応器内に次亜フッ素酸を発生させても良いし、マイクロリアクターのような装置を採用して連続的に発生させても良い。
　次亜フッ素酸の発生法については前述の方法や実施例に記載されているものだけでなく、特許文献１やMing. H. Hung. et al、J. Org. Chem., 1991, 56, 3187-3189.等に記載の方法を参考に実施して良い。
　アルカリ金属次亜塩素酸塩またはアルカリ土類金属次亜塩素酸塩については、水和物として用いることができ、本発明では、濃度範囲が、概ね２１質量％以上となるように調整したアルカリ金属次亜塩素酸塩またはアルカリ土類金属次亜塩素酸塩の水溶液を用いるのが好ましい（市販されているものを利用しても良いし、反応器内でこの濃度範囲になるように水溶液を調整しても良いが、後者の方法が簡便である）。
　なお、この濃度範囲について説明する。ここで言う「２１質量％以上のアルカリ金属次亜塩素酸塩またはアルカリ土類金属次亜塩素酸塩の水溶液」とは、固体または液体中にそれぞれ成分としてアルカリ金属次亜塩素酸塩またはアルカリ土類金属次亜塩素酸塩が含有されていることを示す。質量百分率の例示として、ＮａＣｌＯ・５Ｈ2Ｏは、“ＮａＣｌＯの分子量（７４．４）÷ＮａＣｌＯ・５Ｈ2Ｏの分子量（１６４．５）×１００”より４５質量％となる。Ｃａ（ＣｌＯ）2・Ｈ2Ｏ、Ｃａ（ＣｌＯ）2・２Ｈ2Ｏ、Ｃａ（ＣｌＯ）2・３Ｈ2ＯおよびＣａ（ＣｌＯ）2・ＣａＣｌ2・２Ｈ2Ｏ［ＣａＣｌ（ＣｌＯ）・Ｈ2Ｏ］は、同様の計算より、それぞれ８９ｗｔ％、８０ｗｔ％、７３ｗｔ％、４９ｗｔ％となる。なお、アルカリ金属次亜塩素酸塩およびアルカリ土類金属次亜塩素酸塩の含量については、酸化反応自体に実質的に影響を与えない（または酸化活性のない）添加物等を故意に加えて、酸化剤の見掛けの含量を２１ｗｔ％未満にして反応を行っても、本発明の請求項に含まれるものとして扱う。
　酸化剤の使用量としては、通常、一般式［１］で表される二置換ハロゲノオレフィン１モルに対して０．５モル以上用いれば良く、０．７５モル～２０モルが好ましく、１モル～１０モルが特に好ましい。
　反応温度は＋１５０℃以下であれば良く、－５０℃～＋１２０℃が好ましく、－４０℃～＋１００℃が特に好ましい。
　本発明では、反応に溶媒を用いることができる。溶媒は含フッ素オレフィンと酸化剤と反応しにくい溶媒であれば良く、水、ニトリル系溶媒、炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、ハロゲン化芳香族炭化水素系溶媒が挙げられる。具体的には水、アセトニトリル、プロピオニトリル、ヘキサン、ペプタン、ノナン、デンカン、シクロプロパン、メチルシクロプロパン、ベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、フルオロベンゼン、クロロベンゼン、ベンゾトリフルオリド、２－クロロ－ベンゾトリフルオリド、２、４－ジクロロ－ベンゾトリフルオリド、２，６－ジクロロ－ベンゾトリフルオリド等が挙げられ、水、アセトニトリル、ヘプタン、ベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、クロロベンゼン、ベンゾトリフルオリドが好ましく、水、アセトニトリル、ジクロロメタン、クロロホルム、ベンゾトリフルオリドが特に好ましい。これらの溶媒を単独若しくは組み合わせて使用しても良い。
　なお、酸化剤として次亜フッ素酸を用いる際は、前述した、次亜フッ素酸を発生させる際の、使用済の水とニトリル系溶媒でもって本発明の溶媒に取って代えることが可能であり、別途上記溶媒を用いる必要は必ずしもない。
　本発明における反応において、溶液が二層に分離している場合は相間移動触媒を反応系内に添加することは、特に好ましい態様である。
　相間移動触媒としてはハロゲン化４級アンモニウム塩及びハロゲン化４級ホスホニウム塩が挙げられる。具体的にはテトラメチルアンモニウムフルオリド、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラメチルアンモニウムヨージド、テトラエチルアンモニウムフルオリド、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムブロミド、テトラエチルアンモニウムヨージド、テトラプロピルアンモニウムフルオリド、テトラプロピルアンモニウムクロリド、テトラプロピルアンモニウムブロミド、テトラプロピルアンモニウムヨージド、テトラブチルアンモニウムフルオリド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムヨージド、テトラヘプチルアンモニウムフルオリド、テトラヘプチルアンモニウムクロリド、テトラヘプチルアンモニウムブロミド、テトラヘプチルアンモニウムヨージド、テトラヘキシルアンモニウムフルオリド、テトラヘキシルアンモニウムクロリド、テトラヘキシルアンモニウムブロミド、テトラヘキシルアンモニウムヨージド、テトラオクチルアンモニウムフルオリド、テトラオクチルアンモニウムクロリド、テトラオクチルアンモニウムブロミド、テトラオクチルアンモニウムヨージド、テトラデシルアンモニウムフルオリド、テトラデシルアンモニウムクロリド、テトラデジルアンモニウムブロミド、テトラデシルアンモニウムヨージド、ベンジルトリメチルアンモニウムフルオリド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリメチルアンモニウムヨージド、ベンジルトリエチルアンモニウムフルオリド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリエチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリエチルアンモニウムヨージド、ベンジルドデシルジメチルアンモニウムフルオリド、ベンジルドデシルジメチルアンモニウムクロリド、ベンジルドデシルジメチルアンモニウムブロミド、ベンジルドデシルジメチルアンモニウムヨージド、トリオクチルメチルアンモニウムフルオリド、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド、トリオクチルメチルアンモニウムブロミド、トリオクチルメチルアンモニウムヨージド、オクチルトリメチルアンモニウムフルオリド、オクチルトリメチルアンモニウムクロリド、オクチルトリメチルアンモニウムブロミド、オクチルトリメチルアンモニウムヨージド、テトラブチルホスホニウムフルオリド、テトラブチルホスホニムクロリド、テトラブチルホスホニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムヨージド、テトラオクチルホスホニウムフルオリド、テトラオクチルホスホニウムクロリド、テトラオクチルホスホニウムブロミド、テトラオクチルホスホニウムヨージド、テトラフェニルホスホニウムフルオリド、テトラフェニルホスホニウムクロリド、テトラフェニルホスホニウムブロミド、テトラフェニルホスホニウムヨージド、ベンジルトリフェニルホスホニムフルオリド、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロリド、ベンジルトリフェニルホスホニウムブロミド、ベンジルトリフェニルホスホニウムヨージドが挙げられ、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムブロミド、テトラプルピルアンモニウムクロリド、テトラプロピルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニムブロミド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド、トリオクチルメチルアンモニムブロミド、オクチルトリメチルアンモニウムクロリド、オクチルトリメチルアンモニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムクロリド、テトラブチルホスホニウムブロミド、テトラオクチルホスホニウムクロリド、テトラオクチルホスホニウムブロミドが好ましく、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド、トリオクチルアンモニウムブロミドが特に好ましい。
　相間移動触媒の使用量としては、一般式［１］で表される二置換ハロゲノオレフィン１ｍｏｌに対して０．００００１ｍｏｌ～１ｍｏｌであれば良く、０．０００１ｍｏｌ～０．７５ｍｏｌが好ましく、０．００１ｍｏｌ～０．５ｍｏｌが特に好ましい。
　さらに、本発明では、反応系内に塩基性化合物を添加しても良い。
　塩基性化合物としてはアルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、アルカリ土類金属炭酸水素塩が挙げられ、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩が好ましく、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物が特に好ましい。具体的には水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ルビジウム、炭酸水素セシウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素カルシウムが挙げられ、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムが好ましく、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムが特に好ましい。
　なお、後述する実施例で示すように、酸化剤としてアルカリ金属次亜塩素酸塩及びアルカリ土類金属次亜塩素酸塩を用いる際に塩基性化合物を加えることは、反応が効率よく進行することからも、特に好ましく用いられる。
　反応に使われる反応器は、耐熱性と耐食性を有する材質で作られれば良く、ステンレス鋼、ハステロイTM、モネルTM、ニッケル、白金などの金属製容器や、四フッ化エチレン樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ＰＦＡ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、そしてガラスなどを内部にライニングしたもの等、常圧又は加圧下で十分反応を行うことができる反応器を使用することができる。
　反応終点については特に制限はないが、通常、二置換ハロゲノオレフィンの導入が終了した後、核磁気共鳴装置（ＮＭＲ）、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー等の手段により、反応変換率が所定の値に達したとき、もしくは生成物の量に変化がなくなった時点を終点とすることが好ましい。
　反応後の後処理は、有機合成における一般的な操作を採用することにより、一般式［２］で表される二置換ハロゲン化エポキシドを、特に本発明では、該エポキシドのシス体またはトランス体を選択的に製造することが可能である。
　粗生成物は必要に応じて活性炭処理、分別蒸留、カラムクロマトグラフィー等により高い純度に精製することが可能である。
　以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。ここで、組成分析値の「％」とは、反応混合物を核磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲ）またはガスクロマトグラフィー（特に記述のない場合、検出器はＦＩＤ）によって測定して得られた組成の「面積％」を表す。
　［実施例１］
　ＰＦＡ製の反応容器に水１０ｍｌ、アセトニトリル１００ｍｌを入れて、アセトニトリル水溶液を調製した後、マスフローコントローラを用い、窒素で希釈した２０％フッ素ガスを流速５０ｓｃｃｍで約１８０分間導入した。このときの温度は－１０℃～－９℃だった。希釈フッ素ガスの導入が終了した後、窒素ガスを流速５０ｓｃｃｍで約１０分間導入した。
　ここで得られた次亜フッ素酸含有溶液に対し、シス－１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン２．６ｇ（２０ｍｍｏｌ）を導入し、その後３時間反応させた。この時の内温は－８．６℃～１５℃だった。反応終了後、反応液に内部標準物質を加えて19Ｆ－ＮＭＲで定量したところ、シス－１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペンオキシドが１３．４ｍｍｏｌ（収率６７％）含まれていた。このとき、異性体であるトランス－１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペンオキシドは19Ｆ－ＮＭＲで確認できなかった。
　［物理データ］
シス－１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペンオキシドの1Ｈ－ＮＭＲ（重溶媒：ＣＤＣｌ3、基準物質：テトラメチルシラン）、δｐｐｍ：３．５７（ｍ，１Ｈ）、５．２０（ｓｅｘｔ，１Ｈ）、19Ｆ－ＮＭＲ（重溶媒：ＣＤＣｌ3、基準物質：ヘキサフルオロベンゼン：－１６２．２ｐｐｍに設定）、δｐｐｍ：－６６．６（ｄ，３Ｆ）
　［実施例２］
　実施例１に記載の方法と同様の操作で次亜フッ素酸含有溶液を調製した。得られた溶液にシス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペン２．３ｇ（２０ｍｍｏｌ）を導入し、その後３時間反応させた。この時の内温は－１１．９℃～－８．７℃だった。反応終了後、反応液に内部標準物質を加えて19Ｆ－ＮＭＲで定量したところ、シス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドが１９．１ｍｍｏｌ（収率９５％）含まれていた。このとき、異性体であるトランス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドは19Ｆ－ＮＭＲで確認できなかった。
　［実施例３］
　ＰＦＡ製の反応容器に水１０ｍｌ、アセトニトリル１００ｍｌを入れてアセトニトリル水溶液を調製した後、マスフローコントローラを用い、窒素で希釈された２０％フッ素ガスを流速６０ｓｃｃｍで約３７０分間導入した。このときの温度は－１５℃～－１０℃だった。希釈フッ素ガスの導入が終了したら窒素ガスを流速５０ｓｃｃｍで約１０分間導入した。
　ここで得られた次亜フッ素酸含有溶液に対し、シス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペン５．８ｇ（５０．９ｍｍｏｌ）を導入し、その後３時間反応させた。この時の内温は－１３．７℃～－８．７℃だった。反応終了後、反応液に内部標準物質を加えて19Ｆ－ＮＭＲで定量したところ、シス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドが４３．１ｍｍｏｌ（収率８５％）含まれていた。このとき、異性体であるトランス－１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペンオキシドは19Ｆ－ＮＭＲで確認できなかった。
　次に、得られたシス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドを含む反応液に６％炭酸水素ナトリウム水溶液１００ｇを入れ、ｐＨ７に達するまで更に炭酸水素ナトリウムを直接加えた。次に亜硫酸カリウムを過酸化物の含量が過酸化水素用半定量試験紙で検出下限（０．５ｐｐｍ）以下になるまで加え、この溶液を二層分離した。この溶液には目的物が４１．１ｍｍｏｌ含まれていた。
　前述と同様の操作を２回実施し、得られた３つの溶液を混合して硫酸ナトリウムで脱水して濾過した。濾液には目的物（シス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシド）が１１１ｍｍｏｌ含まれていた。
　得られた濾液に対し、精密蒸留（精留）を行った。精留はヘリパックＮｏ２を２５ｃｍ×２ｃｍ充填した充填塔に手動還流器を取り付けた器具で実施した。蒸留釜：６１．５℃～６２．４℃、塔頂：３０．８℃～３９．７℃、減圧度：６０．２～５９．７ｈＰａで留分１１．８ｇ（目的物含量９２．３％）を得た。次に、蒸留釜：６２．２℃～６２．４℃、塔頂：３９．９℃～４７．５℃、減圧度：５８．９～５９．７ｈＰａで留分３．８ｇ（目的物含量９４．７ｗｔ％）を得た。
　［物理データ］
シス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドの1Ｈ－ＮＭＲ（重溶媒：ＣＤＣｌ3、基準物質：テトラメチルシラン）、δｐｐｍ：３．３１（ｍ）、５．６４（ｄｑ）、19Ｆ－ＮＭＲ（重溶媒：ＣＤＣｌ3、基準物質：ヘキサフルオロベンゼン：－１６２．２ｐｐｍに設定）、δｐｐｍ：－６８．９（ｄ）、－１６４．９（ｄｑ）
　［実施例４］
　実施例１に記載の方法と同様の操作で次亜フッ素酸含有溶液を調製した。得られた溶液にトランス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペン２．０ｇ（１７．６ｍｍｏｌ）を導入し、その後３時間反応させた。この時の内温は－１５．６℃～－６．２℃だった。反応終了後、反応液に内部標準物質を加えて19Ｆ－ＮＭＲで定量したところ、トランス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドが１１．５ｍｍｏｌ（収率６５％）含まれていた。このとき、異性体であるシス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドは19Ｆ－ＮＭＲで確認できなかった。
　［実施例５］
　ステンレス鋼オートクレーブに次亜塩素酸ナトリウム５水和物３７８ｇ（２．３１ｍｏｌ、６当量）、水酸化ナトリウム４６．２ｇ（１．１５ｍｏｌ、３当量）、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド５．９ｇ（１４．６ｍｍｏｌ、３．８６ｍｏｌ％）、水３２０ｇ、ベンゾトリフルオリド１９３ｍｌを仕込み、反応器を密閉して内温１℃付近まで冷却した。この時水溶液中の次亜塩素酸ナトリウムの濃度は２３ｗｔ％だった。冷却したら真空ポンプで内圧０．０１ＭＰａまで減圧した。次にシス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペン４３．９ｇ（０．３８５ｍｏｌ）を仕込んだ。原料を仕込み後、３時間反応させた。この時の内温は１．３～４．１℃だった。反応終了後、反応液を分析した結果、目的物であるシス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドが０．２４４ｍｏｌ（収率６３．５％）含まれていた。このとき、異性体であるトランス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドは19Ｆ－ＮＭＲで確認できなかった。
　［実施例６］
　ステンレス鋼オートクレーブに次亜塩素酸ナトリウム５水和物３６３．６ｇ（２．２１ｍｏｌ、６当量）、水酸化ナトリウム４４．２ｇ（１．１１ｍｏｌ、３当量）、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド５．４ｇ（１３．４ｍｍｏｌ、３．６ｍｏｌ％）、水２９２ｇ、ベンゾトリフロリド１８３ｍｌを仕込み、反応器を密閉して内温１℃付近まで冷却した。この時水溶液中の次亜塩素酸ナトリウムの濃度は２４ｗｔ％だった。冷却したら真空ポンプで内圧０．０１ＭＰａまで減圧した。次にトランス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペン４２．０ｇ（０．３６８ｍｏｌ）を仕込んだ。原料を仕込み後、３時間反応させた。この時の内温は３．５～５．０℃だった。反応終了後、反応液を分析した結果、目的物であるトランス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドが０．２２３ｍｏｌ（収率６０．４％）含まれていた。このとき、異性体であるシス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドは19Ｆ－ＮＭＲで確認できなかった。
　［物理データ］
トランス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドの1Ｈ－ＮＭＲ（重溶媒：ＣＤＣｌ3、基準物質：テトラメチルシラン）、δｐｐｍ：３．６７（ｍ）、５．６６（ｄ）、19Ｆ－ＮＭＲ（重溶媒：ＣＤＣｌ3、基準物質：ヘキサフルオロベンゼン：－１６２．２ｐｐｍに設定）、δｐｐｍ：－７３．５（ｄ）、－１５６．２（ｄ）
　［実施例７］
　実施例５を参考に、当量、溶媒の使用量等、同様の条件で実験を行い、シス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンを反応させて、目的物であるシス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドが０．２６４ｍｏｌ（収率６５．９％）含まれている溶液を得た。
　本実施例で得た溶液と実施例５で得られた溶液とを混合し、氷水で冷やしながら１０％亜硫酸カリウム水溶液１００ｇを加えて攪拌した。溶液がヨウ化カリウムでんぷん紙を呈色しないことを確認したら二層分離した。次に得られた有機層を精留した。精留はヘリパックＮｏ２を２５ｃｍ×２ｃｍ充填した充填塔に手動還流器を取り付けた器具で実施した。蒸留条件：蒸留釜：７２．９℃～７７．４℃、塔頂：３５．５℃～３９．０℃、減圧度：０．０４５ＭＰａ～０．０５６ＭＰａで留分３８．５ｇ（19Ｆ－ＮＭＲで純度：９９．９％）を得た。
　［実施例８］
　実施例６を参考に、当量、溶媒の使用量等、同様の条件で実験を行い、トランス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペン４４．３ｇ（０．３８８ｍｏｌ）を反応させて、目的物であるトランス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドが０．２５２ｍｏｌ（収率６５％）含まれている溶液を得た。
　本実施例で得た溶液と実施例６で得られた溶液とを混合し、氷水で冷やしながら１０％亜硫酸カリウム水溶液１００ｇを加えて攪拌した。溶液がヨウ化カリウムでんぷん紙を呈色しないことを確認したら二層分離した。得られた有機層を実施例７と同じ蒸留装置で精留した。蒸留条件：蒸留釜：７１．４℃～９１．６℃、塔頂：２３．９℃～２４．３℃、常圧で留分２９．８ｇ（19Ｆ－ＮＭＲで純度：９９．５％）を得た。
　［比較例１］
　ステンレス鋼オートクレーブにｍ－クロロ過安息香酸６．９ｇ（３０ｍｍｏｌ）、ジクロロメタン２０ｍｌを仕込み、反応器を密閉して氷水で冷却した。冷却したら真空ポンプで内圧０．０５ＭＰａまで減圧した。次にシス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペン２．５ｇ（２２ｍｍｏｌ）を仕込んだ。原料を仕込み後、２４時間反応させた。この時のジャケット温度は０℃～２１℃だった。反応終了後、反応液を19Ｆ－ＮＭＲで分析した結果、目的物であるシス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドは確認できなかった。
　［比較例２］
　ステンレス鋼オートクレーブに過ホウ素酸ナトリウム４水和物４．６ｇ（３０ｍｍｏｌ）、酢酸２０ｍｌを仕込み、反応器を密閉して氷水で冷却した。冷却したら真空ポンプで内圧０．０１ＭＰａまで減圧した。次にシス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペン２．３ｇ（２１ｍｍｏｌ）を仕込んだ。原料を仕込み後、２０時間反応させた。この時のジャケット温度は０℃～２１℃だった。反応終了後、反応液を19Ｆ－ＮＭＲで分析した結果、目的物であるシス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペンオキシドは確認できなかった。
　［比較例３］
　実施例１と同様の方法で次亜フッ素酸含有溶液を調製した。得られた溶液に２，３，３，３－テトラフルオロプロペン２．７ｇ（２３．８ｍｍｏｌ）を導入して３時間反応させた。この時の内温は－１２．２℃～－６．０℃だった。反応終了後、反応液を分析した結果、対応する２，３，３，３－テトラフルオロプロペンエポキシド体は得られなかった。反応液に内部標準物質を加えて19Ｆ－ＮＭＲで定量した結果、原料である２，３，３，３－テトラフルオロプロペンが６．０ｍｍｏｌ、未同定の化合物が２種類合計１０．７ｍｍｏｌ含まれていた。
　［比較例４］
　ステンレス製オートクレーブ反応器に次亜塩素酸ナトリウム５水和物８６．６ｇ（５２６ｍｍｏｌ、５．７当量）、水酸化ナトリウム１０．７ｇ（２６８ｍｍｏｌ、２．９当量）、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド１．３ｇ（３．２ｍｍｏｌ、３．５ｍｏｌ％）、水７０ｇ、ベンゾトリフロリド４４ｍｌを仕込み、反応器を密閉して氷水で冷却した。冷却したら真空ポンプで内圧０．０１ＭＰａまで減圧した。次に２，３，３，３－テトラフルオロプロペン１０．５ｇ（９２ｍｍｏｌ）を仕込んだ。原料を仕込み後、３時間反応させた。この時反応器は氷水で冷却した。反応終了後、反応液を分析した結果、反応は進行せず、原料回収だった。
　［比較例５］
　温度計保護管と活栓を備え付けたガラス製反応器にアセトニトリル（７．７ｍｌ）とｍ－クロロ過安息香酸２．６ｇ（１５．３ｍｍｏｌ）を仕込んだ。次にシス－１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン１．０ｇ（７．７ｍｍｏｌ）を加えて室温で１５時間反応させた。反応終了後、溶液を分析した結果、目的のエポキシド体は確認できなかった。
　［比較例６］
　比較例５を参考に酢酸（２０ｍｌ）、過ホウ素酸ナトリウム４水和物４．６ｇ（３０ｍｍｏｌ）とシス－１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン２．６ｇ（２０ｍｍｏｌ）を室温で１６時間反応させた。反応終了後、溶液を分析した結果、目的のエポキシド体を19Ｆ－ＮＭＲで０．２％確認した。
　本発明の対象化合物である二置換ハロゲン化エポキシドは、医薬・農薬における中間体として利用できる。

Claims (8)

  1. 　一般式［１］で表される二置換ハロゲノオレフィンに、次亜ハロゲン酸またはその塩を反応させることにより、一般式［２］で表される二置換ハロゲン化エポキシドを製造する方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     ［式中、Ｒfはフッ素原子をひとつ以上有する炭素数１～１０の直鎖状または炭素数３～１０の分岐鎖状のフルオロアルキル基を表し、Ｘ1はハロゲン原子を表す。］
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     ［式中、Ｒf及びＸ1は一般式［１］のＲf及びＸ1と同じである。＊は不斉炭素を表す。］
  2. 　二置換ハロゲン化エポキシドが、一般式［２ａ］もしくは一般式［２ａａ］で表されるトランス－二置換ハロゲン化エポキシド、または、一般式［２ｂ］もしくは一般式［２ｂｂ］で表されるシス－二置換ハロゲン化エポキシド、として得られる、請求項１に記載の方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     ［式［２ａ］及び式［２ａａ］中、Ｒf及びＸ1は、それぞれ、一般式［１］のＲf及びＸ1と同じである。］
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     ［式［２ｂ］及び式［２ｂｂ］中、Ｒf及びＸ1は、それぞれ、一般式［１］のＲf及びＸ1と同じである。］
  3. 　二置換ハロゲノオレフィンとして、一般式［１ａ］で表されるトランス－二置換ハロゲノオレフィンを用いた場合は、二置換ハロゲン化エポキシドとして、一般式［２ａ］もしくは一般式［２ａａ］で表されるトランス－二置換ハロゲン化エポキシドが選択的に生成され、二置換ハロゲノオレフィンとして、一般式［１ｂ］で表されるシス－二置換ハロゲノオレフィンを用いた場合は、二置換ハロゲン化エポキシドとして、一般式［２ｂ］もしくは一般式［２ｂｂ］で表されるシス－二置換ハロゲン化エポキシドが選択的に生成される、請求項１または２に記載の方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
  4. 　一般式［３］で表されるトランス－１－ハロゲノ－３，３，３－トリフルオロプロペンに、次亜ハロゲン酸またはその塩を反応させることにより、一般式［４ａ］もしくは一般式［４ａａ］で表されるトランス－１－ハロゲノ－３，３，３－トリフルオロプロペンオキシドを製造する方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
     ［式中、Ｘ1はハロゲン原子を表す。］
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
     ［式［４ａ］及び式［４ａａ］中、Ｘ1は、それぞれ、一般式［３］のＸ1と同じである。］
  5. 　一般式［５］で表されるシス－１－ハロゲノ－３，３，３－トリフルオロプロペンに、次亜ハロゲン酸またはその塩を反応させることにより、一般式［６ｂ］もしくは一般式［６ｂｂ］で表されるシス－１－ハロゲノ－３，３，３－トリフルオロプロペンオキシドを製造する方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
     ［式中、Ｘ1はハロゲン原子を表す。］
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
     ［式［６ｂ］及び式［６ｂｂ］中、Ｘ1は、それぞれ、一般式［３］のＸ1と同じである。］
  6. 　Ｒfが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またはノナフルオロブチル基である、請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
  7. 　Ｘ1がフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である、請求項１乃至６の何れかに記載の方法。
  8. 　次亜ハロゲン酸またはその塩が、次亜フッ素酸、アルカリ金属次亜塩素酸塩またはアルカリ土類金属次亜塩素酸塩である、請求項１乃至７の何れかに記載の方法。
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