本發(fā)明涉及具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的制造方法。
背景技術(shù)：
具有氧二氟亞甲基骨架的化合物是作為液晶材料、醫(yī)藥品、它們的中間體等有用的化合物，對各種的制造方法進行著研究。
例如，在下述專利文獻1中，作為有效地用作液晶材料等的中間體的物質(zhì)的、末端具有鹵原子的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的制造方法，記載了包括下列工序的方法。
但是，該方法需要3個工序，因而制造工序煩雜，而且中間生成物的穩(wěn)定性差，存在操作困難的問題。
在下述專利文獻2中，作為末端具有低級烷基的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的制造方法，記載了包括下列工序的方法。
該方法中，作為反應(yīng)物質(zhì)，使用昂貴且毒性高的二溴二氟甲烷和作為臭氧層破壞系數(shù)高的氣體成分的溴二氟甲烷，因而反應(yīng)時的操作困難，而且收率低，需要去除大量的副產(chǎn)物。
在下述專利文獻3中，作為末端具有鹵原子的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的制造方法，記載了包括下列工序的方法。
但是，該方法不僅存在使用昂貴且毒性高的二溴二氟甲烷的問題，而且收率低、需要去除大量的副產(chǎn)物，為了在工業(yè)上實施，需要進一步改善。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特表2003－525286號公報
專利文獻2：日本特開2003－261478號公報
專利文獻3：日本特開2013－241401號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素：
發(fā)明所要解決的課題
本發(fā)明是基于上述的現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀而完成的，其主要目的在于提供一種不使用二溴二氟甲烷等難以操作的原料、通過簡便的工序、不生成分離困難的雜質(zhì)地以高收率制造具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的方法。
用于解決課題的手段
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的發(fā)明人進行了深入研究。在該過程中發(fā)現(xiàn)通過使用硫代羧酸酯這樣的特定的化合物作為原料，使其與式XFn(式中，X表示氯、溴或碘，n表示1～5的自然數(shù))所示的化合物(本說明書中，有時將該化合物簡稱為氟化劑XFn)(例如五氟化碘)反應(yīng)的方法，能夠抑制分離困難的雜質(zhì)的生成，能夠通過簡單的提純工序，以良好的收率獲得高純度的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物。
本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，關(guān)于該方法中作為原料使用的硫代羧酸酯，使用鹵化硫代羰基化合物作為原料，將其與特定的化合物反應(yīng)，通過該方法，能夠使用比較安全的原料，在溫和的反應(yīng)條件下，以良好的收率獲得該硫代羧酸酯。本發(fā)明人進一步發(fā)現(xiàn)，將該反應(yīng)與上述的利用氟化劑XFn(例如五氟化碘)的氟化反應(yīng)組合，能夠使用安全性高的原料，通過比較簡單的反應(yīng)工序、不生成分離困難的雜質(zhì)地以高收率制造具有氧二氟亞甲基骨架的化合物。
本發(fā)明的發(fā)明人進一步發(fā)現(xiàn)，通過該方法得到的化合物自身就是作為液晶材料等有用的化合物。本發(fā)明的發(fā)明人更進一步發(fā)現(xiàn)，由該方法得到的具有反應(yīng)性的原子或基團的化合物進一步與特定的芳香族硼酸化合物反應(yīng)，通過該方法，能夠以良好的收率導入芳環(huán)基等各種基團，所以，能夠變換成作為醫(yī)藥品、液晶材料等有用的各種化合物等。
本發(fā)明是基于這些見解，通過進一步深入研究而完成的。
即，本發(fā)明提供下述的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的制造方法。
項1.一種通式(2)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的制造方法，
使通式(1)所示的硫代羧酸酯與式XFn(式中，X為氯、溴或碘，并且n表示1～5的自然數(shù))所示的化合物反應(yīng)，
Ar2－Z－Ar1 (2)
(式中，Ar1和Ar2相同或不同，分別表示可以具有取代基的芳環(huán)基、可以具有取代基的環(huán)烷基、或者可以具有取代基的烷基，并且Z表示基團－CF2－O－)
(式中，Ar1和Ar2同上)。
項2.如上述項1所述的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的制造方法，并且，作為得到上述通式(1)所示的硫代羧酸酯的工序，包括使通式(3)所示的鹵化硫代羰基化合物與通式(4)所示的化合物反應(yīng)的工序，
(式中，Ar1和Ar2同上)
(式中，Ar1同上，X表示鹵原子)
Ar2－M (4)
(式中，Ar2同上，M為堿金屬、一價的銅或基團－MgY1，其中，Y1為鹵原子)。
項3.一種具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的制造方法，
所述具有氧二氟亞甲基骨架的化合物是通式(9－1)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物或通式(9－2)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物，
Ar5－Ar6－Z－Ar7 (9－1)
(式中，Ar5是可以具有取代基的芳環(huán)基、可以具有取代基的環(huán)烷基或可以具有取代基的烷基，Ar6是可以具有取代基的二價的烴基，Ar7是可以具有取代基的芳環(huán)基、可以具有取代基的環(huán)烷基或可以具有取代基的烷基，Z是基團－CF2－O－)
Ar8－Z－Ar9－Ar5 (9－2)
(式中，Ar5和Z同上，Ar9是可以具有取代基的二價的烴基，Ar8是可以具有取代基的芳環(huán)基、可以具有取代基的環(huán)烷基或可以具有取代基的烷基)，
所述制造方法包括下述反應(yīng)工序(I)和反應(yīng)工序(II)，
反應(yīng)工序(I)是使通式(1－1)所示的硫代羧酸酯與式XFn(式中，X為氯、溴或碘，并且n表示1～5的自然數(shù))所示的化合物反應(yīng)，得到通式(2－1)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的工序，
反應(yīng)工序(II)是使反應(yīng)工序(I)中得到的通式(2－1)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物與通式(8)所示的化合物反應(yīng)，得到上述通式(9－1)或通式(9－2)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的工序，
(式中，Ar3和Ar4中的一方是具有對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子作為取代基的基團、或者具有硼酸基作為取代基的基團，另一方是可以具有取代基的芳環(huán)基、可以具有取代基的環(huán)烷基或可以具有取代基的烷基)
Ar3－Z－Ar4 (2－1)
(式中，Ar3、Ar4和Z同上)
Ar5－D (8)
(式中，在通式(2－1)所示的化合物是具有對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子的化合物的情況下，D表示硼酸基，在通式(2－1)所示的化合物是具有硼酸基的化合物的情況下，D表示對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團，Ar5表示可以具有取代基的芳環(huán)基、可以具有取代基的環(huán)烷基或可以具有取代基的烷基)。
項4.如上述項3所述的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的制造方法，并且，作為得到通式(1－1)所示的硫代羧酸酯的工序，包括使通式(3－1)所示的鹵化硫代羰基化合物與通式(4－1)所示的化合物反應(yīng)的工序，
(式中，Ar3和Ar4同上)
(式中，Ar4同上，X表示鹵原子)
Ar3－M (4－1)
(式中，Ar3同上，M為堿金屬、一價的銅或基團－MgY1，其中，Y1為鹵原子)。
項5.如上述項3或4所述的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的制造方法，
硼酸基是下述式(a)所示的基團，
(式中，M2和M3相同或不同，分別表示氫原子、低級烷基或一價金屬原子，或者M2和M3也可以相互鍵合，形成二價的脂肪族烴基，與硼原子一起形成環(huán)狀結(jié)構(gòu))。
下面，對本發(fā)明的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的制造方法進行具體說明。
(I)硫代羧酸酯的氟化反應(yīng)工序
本發(fā)明中，使用下述通式(1)所示的硫代羧酸酯作為原料，通過使其與氟化劑XFn反應(yīng)，能夠得到通式(2)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物。
(式中，Ar1和Ar2相同或不同，分別表示可以具有取代基的芳環(huán)基、可以具有取代基的環(huán)烷基、或者可以具有取代基的烷基)。
Ar2－Z－Ar1 (2)
(式中，Ar1和Ar2同上，并且Z表示基團－CF2－O－)。
作為氟化劑XFn，可以例示IF5、BrF3和ClF3。氟化劑XFn特別優(yōu)選IF5。
根據(jù)該方法，通過使用上述通式(1)所示的硫代羧酸酯這樣的特定的化合物作為原料，利用氟化劑XFn(特別優(yōu)選五氟化碘(IF5))這樣的特定的氟化劑將其氟化，能夠抑制難以分離的雜質(zhì)的生成，以良好的收率得到高純度的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物。而且，作為氟化劑使用的五氟化碘是沒有爆炸性、沸點100.5℃、熔點9.4℃的容易操作的液體，是工業(yè)上有用的氟化劑。
在上述通式(1)中，在Ar1和Ar2所示的基團中，作為可以具有取代基的芳環(huán)基，能夠例示可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的吡啶基等。作為可以具有取代基的環(huán)烷基中的環(huán)烷基，能夠例示環(huán)己基、環(huán)戊基、環(huán)丁基等碳原子數(shù)4～6的環(huán)烷基。作為可以具有取代基的烷基中的烷基，能夠例示甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、異己基、3－甲基戊基等碳原子數(shù)1～6的直鏈狀或支鏈狀的烷基。這些各基團中的取代基只要是相對于后述的氟化劑XFn(特別優(yōu)選五氟化碘)的氟化反應(yīng)是非活性的取代基即可，沒有特別限定。另外，通過后述的通式(3)所示的鹵化硫代羰基化合物與通式(4)所示的化合物反應(yīng)制作上述通式(1)所示的硫代羧酸酯的情況下，只要是對于該反應(yīng)也是非活性的取代基即可。作為這樣的取代基的具體例，能夠例示烷基、環(huán)烷基、氟代烷基、烷氧基、氟代烷氧基、芳環(huán)基、鹵原子、－SF5、硼酸基等。本說明書中，取代基的個數(shù)可以為1個或者以上。本說明書中“低級”意指碳原子數(shù)在6個左右以下。
其中，作為烷基和環(huán)烷基，能夠例示與上述的各基團相同的基團。作為氟代烷基，能夠例示碳原子數(shù)1～6左右的直鏈狀或者支鏈狀的低級烷基的氫元素的一部分或者全部被氟原子取代的氟代烷基。作為烷氧基，能夠例示碳原子數(shù)1～6左右的直鏈狀或者支鏈狀的低級烷氧基。作為氟代烷氧基，能夠例示碳原子數(shù)1～6左右的直鏈狀或者支鏈狀的低級烷基的氫原子的一部分或者全部被氟原子取代的氟代烷氧基。作為取代基的芳環(huán)基，能夠例示苯基、萘基等，這些芳環(huán)基還可以進一步具有對于反應(yīng)是非活性的取代基。
硼酸基是下述式(a)所示的基團。
在該硼酸基中，M2和M3相同或不同，分別表示氫原子、低級烷基或一價金屬原子。并且，M2和M3可以相互鍵合，形成二價的脂肪族烴基，與硼原子一起形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。作為這樣的二價的脂肪族烴基，能夠例示碳原子數(shù)2～6左右的直鏈狀或者支鏈狀的脂肪族烴基。
在上述式(a)所示的硼酸基中的，M2和M3所示的原子或者基團之中，作為低級烷基，能夠例示與上述的作為取代基的烷基同樣的基團。作為一價金屬原子，能夠例示Na、K、Li等堿金屬。
在M2與M3鍵合形成二價的脂肪族烴基的情況下，作為(a)所示的硼酸基的具體例，能夠例示下述式所示的基團。
上述的各種基團例如能夠通過硼酸與乙二醇或頻哪醇反應(yīng)容易地得到。
其中，將具有硼酸基作為取代基的化合物作為原料的情況下，雖然有時形成部分脫水縮合的狀態(tài)，但本發(fā)明也可以將這樣的縮合體狀態(tài)的化合物、例如三聚體等作為原料使用。
本發(fā)明中，作為Ar1和Ar2，優(yōu)分別選可以具有取代基的芳環(huán)基。
在上述的Ar1所示的基團中，作為可以具有取代基的芳環(huán)基的具體例，能夠例示后述通式(I)所示的基團。
在上述通式(I)中，L1～L4相同或不同，分別表示氫原子、氟原子或者低級烷基。在這些基團之中，作為低級烷基，能夠例示與上述的Ar1和Ar2中的低級烷基同樣的基團。A1表示氫原子、氟原子、烷氧基、氟代烷基、氟代烷氧基或者SF5。在這些之中，作為烷氧基、氟代烷基和氟代烷氧基，能夠例示與上述的Ar1和Ar2中的各基團同樣的基團。
上述通式(I)中，苯環(huán)上L1～L4和A1的取代位置不限定于通式(I)所記載的位置，可以是苯環(huán)上的任意位置。
作為上述的通式(I)所示的基團的例子，能夠列舉苯基、2－氟苯基、3－氟苯基、4－氟苯基、2,3－二氟苯基、2,4－二氟苯基、2,5－二氟苯基、2,6－二氟苯基、3,4－二氟苯基、3,5－二氟苯基、2,3,4－三氟苯基、2,3,5－三氟苯基、2,3,6－三氟苯基、2,4,5－三氟苯基、2,4,6－三氟苯基、3,4,5－三氟苯基、4－三氟甲基苯基、3,5－二氟－4－三氟甲基苯基、4－甲氧基苯基、3,5－二氟－4－甲氧基苯基、4－(三氟甲氧基)苯基、3,5－二氟－4－(三氟甲氧基)苯基、4－(五氟磺基)苯基等。
在Ar2所示的基團之中，作為可以具有取代基的芳環(huán)基的具體例，能夠例示下述通式(II)所示的基團。
在上述通式(II)中，L5～L8分別相同或不同，表示氫原子、氟原子或低級烷基。在這些基團之中，作為低級烷基，能夠例示與上述的Ar1和Ar2中的低級烷基同樣的基團。A2表示鹵原子、低級烷基、環(huán)烷基或者芳環(huán)基，環(huán)烷基和芳環(huán)基還可以進一步含有低級烷基、可以具有取代基的芳環(huán)基等作為取代基。在這些基團之中，作為鹵原子，能夠例示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子，作為低級烷基，能夠例示與上述的Ar1和Ar2中的低級烷基同樣的基團。作為芳環(huán)基，能夠例示苯基、萘基等，作為可以具有取代基的芳環(huán)基，能夠例示具有低級烷基、環(huán)烷基、鹵原子、苯基等作為取代基的芳環(huán)基，作為取代基的苯基可以進一步具有鹵原子作為取代基。這些基團中的低級烷基、環(huán)烷基、鹵原子是與Ar1和Ar2中的各基團同樣的基團。
上述通式(II)中，苯環(huán)上L5～L8和A2的取代位置不限定于通式(II)所記載的位置，可以是苯環(huán)上的任意位置。
作為上述通式(II)所示的基團的具體例，能夠例示苯基、2,6－二氟苯基、4－甲基苯基、4－乙基苯基、4－丙基苯基、4－丁基苯基、4－戊基苯基、4－己基苯基、4－環(huán)丁基苯基、4－環(huán)戊基苯基、4－環(huán)己基苯基、4－(4－丙基環(huán)己基)苯基、聯(lián)苯基、3,5－二氟聯(lián)苯基、4'－甲基聯(lián)苯基、4'－乙基聯(lián)苯基、4'－丙基聯(lián)苯基、4'－丁基聯(lián)苯基、4'－戊基聯(lián)苯基、4'－己基聯(lián)苯基、4'－環(huán)己基聯(lián)苯基、聯(lián)三苯基、2,6－二氟聯(lián)三苯基－4－氯苯基、4－溴苯基、4－碘苯基、4－氯－2－氟苯基、4－溴－2－氟苯基、4－碘－2－氟苯基、4－氯－2,6－二氟苯基、4－溴－2,6－二氟苯基、4－碘－2,6－二氟苯基、4'－氯聯(lián)苯基、4'－溴聯(lián)苯基、4'－碘聯(lián)苯基、4'－氯－3－氟聯(lián)苯基、4'－溴－3－氟聯(lián)苯基、4'－碘－3－氟聯(lián)苯基、4'－氯－3,5－二氟聯(lián)苯基、4'－溴－3,5－二氟聯(lián)苯基、4'－碘－3,5－二氟聯(lián)苯基等。
將Ar1為上述通式(I)所示的基團、Ar2為上述通式(II)所示的基團的芳香基硫代羧酸芳香基酯作為原料的情況下，特別是在后述條件下使用氟化劑XFn(特別優(yōu)選五氟化碘)進行氟化的情況下，不易產(chǎn)生分離困難的雜質(zhì)，并且能夠通過柱層析、重結(jié)晶等常規(guī)的分離手段簡單地提純，能夠容易地得到高純度的目的物。
在上述反應(yīng)中，氟化劑XFn(特別優(yōu)選五氟化碘(IF5))的使用量相對于通式(1)所示的硫代羧酸酯1摩爾，優(yōu)選為0.2摩爾～20摩爾左右，更優(yōu)選0.3摩爾～5摩爾左右，進一步優(yōu)選0.4摩爾～2摩爾左右。反應(yīng)溫度沒有特別限定，通常為－20℃～200℃左右、優(yōu)選為0℃～100℃左右即可。
反應(yīng)時間因反應(yīng)條件而有所不同，不能一概而論，通常為5分鐘～300小時左右的范圍。
反應(yīng)溶劑根據(jù)需要使用即可，優(yōu)選使用。作為反應(yīng)溶劑，可以列舉戊烷、己烷、庚烷、環(huán)己烷、石油醚等脂肪族溶劑，二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、一氟三氯甲烷、1,1,2-三氯三氟乙烷、2－氯－1,2－二溴－1,1,2－三氟乙烷、1,2－二溴六氟丙烷、1,2－二溴四氟乙烷、1,1－二氟四氯乙烷、1,2－二氟四氯乙烷、七氟－2,2,3－三氯丁烷、1,1,1,3－四氯四氟丙烷、1,1,1－三氯五氟丙烷、1,1,1－三氯三氟乙烷、聚氯三氟乙烯等鹵代脂肪族溶劑，甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、γ－丁內(nèi)酯、碳酸丙烯酯等酯溶劑，乙腈、丙腈等腈溶劑，苯、氯苯、甲苯、二氯苯、氟苯、硝基苯等芳香族溶劑，二乙基醚、二丙基醚、四氫呋喃、2－甲基四氫呋喃、四氫吡喃、4－甲基四氫吡喃、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚等醚溶劑，N,N－二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)、水、硝基甲烷、N,N－二乙基甲酰胺、N,N－二甲基乙酰胺、1－甲基－2－吡咯烷酮、1,3－二甲基－2－咪唑烷酮(DMI)、四甲基脲、1,3－二甲基丙烯脲、六甲基磷酰胺(HMPA)等，能夠單獨使用或作為任意2種以上的混合物使用。
本發(fā)明中，特別優(yōu)選通式(1)所示的硫代羧酸酯與五氟化碘的反應(yīng)在有機堿和HF的至少一方的存在下進行，更優(yōu)選在有機堿和HF雙方的存在下進行。由此，能夠大幅度提高下述通式(2)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的收率。
Ar2－Z－Ar1 (2)
(式中，Ar1、Ar2和Z同上)。
作為有機堿，能夠使用脂肪族胺(伯胺、仲胺、叔胺)、脂環(huán)式胺(仲胺、叔胺)、芳香族胺(伯胺、仲胺、叔胺)、雜環(huán)胺等。這些有機堿能夠單獨使用一種或者二種以上混合使用。這些有機堿的具體例如下。
作為脂肪族伯胺，可以例示甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、環(huán)己胺、乙二胺等；
作為脂肪族仲胺，可以例示二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、二環(huán)己胺等；
作為脂肪族叔胺，可以例示三甲胺、三乙胺、二異丙基乙胺、N,N,N',N'－四甲基乙二胺等。
作為脂環(huán)式仲胺，可以例示哌啶、哌嗪、吡咯烷、嗎啉；
作為脂環(huán)式叔胺，可以例示N－甲基哌嗪、N－甲基吡咯烷、5－二氮雜雙環(huán)[4.3.0]壬－5－烯、1,4－二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷。
作為芳香族胺，可以例示苯胺、甲基苯胺、二甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、鹵代苯胺、硝基苯胺等。
作為雜環(huán)胺，可以列舉吡啶、嘧啶、哌嗪、喹啉、咪唑等。
另外，作為有機堿，還可以例示聚烯丙胺、聚乙烯吡啶等聚合物載持胺化合物。
有機堿的使用量可以從催化劑量至大過量的范圍內(nèi)選取，但相對于通式(1)所示的硫代羧酸酯1摩爾，優(yōu)選為0.5～5摩爾左右，更優(yōu)選為0.6摩爾～4摩爾左右，進一步優(yōu)選為0.8～3摩爾左右。
HF的使用量可以從催化劑量至大過量的范圍內(nèi)選取，但相對于有機堿1摩爾優(yōu)選為1～10摩爾左右，更優(yōu)選為1～5摩爾左右。
有機堿和HF可以分別單獨添加，或者還可以以有機堿的氫氟酸鹽的形態(tài)添加。
在作為氟化劑XFn使用五氟化碘、且作為堿使用吡啶的情況下，可以將五氟化碘以與吡啶和氟化氫的固體的復(fù)合體的形態(tài)使用。該復(fù)合體中，在不明顯阻礙氟化反應(yīng)的程度內(nèi)，可以含有沒有構(gòu)成IF5－吡啶－HF復(fù)合體的、IF5、吡啶、HF或者它們的組合。
上述復(fù)合體例如能夠通過向由吡啶50摩爾％和無水氟化氫50摩爾％構(gòu)成的混合物中加入五氟化碘(IF5)進行混合而得到，由各自等摩爾量構(gòu)成的IF5－吡啶－HF的復(fù)合體是固體，是容易操作的化合物，因此通過使用該復(fù)合體作為氟化劑，能夠使硫代羧酸酯的氟化反應(yīng)的操作變得簡便，能夠以良好的效率進行反應(yīng)。
通過上述方法，能夠以高收率得到通式(2)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物。
Ar2－Z－Ar1 (2)
(式中，Ar1和Ar2同上，Z是基團－CF2－O－)。
通過上述方法得到的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物可以根據(jù)需要通過急冷、萃取、干燥、硅膠柱層析、重結(jié)晶等公知的方法提純后回收。
在上述方法中，對于作為原料使用的下述通式(1)所示的硫代羧酸酯的制造方法沒有特別限定，例如能夠通過將氯代硫代甲酸酯與芳香族化合物反應(yīng)的方法(H.Viola,et al.,Chem.Ber.,101,3517(1968))、利用二硫代碳酸酯或者硫代碳酸酯對碳負離子進行處理的方法(Liebigs Ann.Chem.,1973,1637)、使正酸酯與硫化氫進行反應(yīng)的方法(A.Ohno,et al.,Tetrahedron Lett.,1968,2083)、利用五硫化二磷或者Lawesson反應(yīng)劑對羧酸酯進行處理的方法(Synthesis,1973,149；Bull.Chem.Soc.Belg.,87,293(1987))、使氯化硫代羧酸與醇或者酚反應(yīng)的方法(S.Scheithauer et al.,Chem.Ber.,98,838(1965))、使腈與醇反應(yīng)接著與硫化氫反應(yīng)的方法(Liebigs Ann.Chem.,1974,671)、利用硫和醇對甲基芳香族化合物進行處理的方法(Z.Chem.,6,108(1966))、使硫代?；蚧锱c醇化物反應(yīng)的方法(K.A.Latif et al.,Tetrahedron,26,4247(1970))等各種公知的方法得到。在本發(fā)明中，例如，通過使用鹵化硫代羰基化合物作為原料、使它與特定的通式所示的化合物反應(yīng)的方法，能夠使用比較安全的原料，通過簡單的制造工序，以高收率得到硫代羧酸酯。以下，對于該方法進行具體說明。
(II)硫代羧酸酯的制造工序
該工序中，使用下述通式(3)所示的鹵化硫代羰基化合物和通式(4)所示的化合物作為原料，通過這些化合物的反應(yīng)，得到上述通式(1)所示的硫代羧酸酯。
(式中，Ar1同上，X表示鹵原子)，
Ar2-M (4)
(式中，Ar2同上，M表示堿金屬、一價的銅或基團團-MgY1(Y1是鹵原子))，
(式中，Ar1和Ar2同上)。
根據(jù)該方法，能夠不使用二溴二氟甲烷、溴二氟甲烷等難以操作的原料，而是使用比較安全的原料，通過簡單的制造工序、以高收率得到硫代羧酸酯。
下面，首先，對該工序中使用的原料化合物進行說明。
(i)鹵化硫代羰基化合物
作為原料使用的通式(3)所示的鹵化硫代羰基化合物中，
Ar1是可以具有取代基的芳環(huán)基、可以具有取代基的環(huán)烷基或可以具有取代基的烷基，具體與通式(1)中的Ar1相同。作為通式(3)中的Ar1的具體例，能夠列舉與通式(1)中的Ar1的具體例同樣的基團。
在上述通式(3)中，作為X所示的鹵原子，能夠例示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等，特別優(yōu)選氯原子。
(ii)通式(4)的化合物
上述反應(yīng)所使用的原料之中，在通式(4)中，
Ar2-M (4)
Ar2是可以具有取代基的芳環(huán)基、可以具有取代基的環(huán)烷基或可以具有取代基的烷基，具體與通式(1)中的Ar2相同。
其中，在通式(4)的化合物中，在M是基團-MgY1的情況下，作為取代基的鹵原子優(yōu)選氟原子、氯原子等。
在上述通式(4)中，M為堿金屬的化合物、即通式(4')：Ar2-M1(式中，Ar2同上，M1為堿金屬)所示的堿金屬化合物，可以通過使通式(5)：Ar2-Y2(式中，Ar2同上，Y2是氟以外的鹵原子或者氫原子)所示的鹵化物與通式(6)：R-M1(式中，R是烷基或者苯基，M1是堿金屬)所示的有機堿金屬化合物反應(yīng)而得到。這里，作為M1所示的堿金屬，能夠例示Li、Na、K等。
在通式(5)：Ar2-Y2所示的鹵化物中，作為Y2所示的氟以外的鹵原子的具體例，能夠例示氯原子、溴原子、碘原子等。
在通式(6)：R-M1所示的有機堿金屬化合物中，R是烷基或者苯基。作為烷基，例如能夠例示碳原子數(shù)1～5左右的直鏈狀或者支鏈狀的烷基。
通式(6)：R-M1所示的有機堿金屬化合物的使用量，相對于通式(5)：Ar2-Y2所示的鹵化物1摩爾，在0.9～5.0摩爾左右即可，優(yōu)選為0.9～1.5摩爾左右。
通式(5)：Ar2-Y2所示的鹵化物與通式(6)：R-M1所示的有機堿金屬化合物的反應(yīng)優(yōu)選在對于反應(yīng)非活性的非質(zhì)子性有機溶劑中進行。作為非質(zhì)子性有機溶劑，例如能夠例示四氫呋喃、二乙基醚、2－甲基四氫呋喃、二丁基醚、叔丁基甲基醚、環(huán)戊基甲基醚、二甲氧基乙烷、二噁烷、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、庚烷等。這些非質(zhì)子性有機溶劑可以根據(jù)需要將二種以上混合使用。
關(guān)于反應(yīng)溶劑中的原料濃度沒有特別限定，例如，作為通式(5)：Ar2-Y2所示的鹵化物的濃度，在0.1mol/L～3mol/L的程度即可。
通式(5)：Ar2-Y2所示的鹵化物與通式(6)：R-M1所示的有機堿金屬化合物的反應(yīng)時的反應(yīng)溫度優(yōu)選在室溫以下，更優(yōu)選設(shè)定在－78℃～2℃左右。
反應(yīng)時的壓力沒有特別限定，通常可以在常壓下進行反應(yīng)。反應(yīng)時的氣氛沒有特別限定，通常優(yōu)選在氮、氬等非活性氣體氣氛。反應(yīng)時間沒有特別限定，通常設(shè)定為5分鐘～10小時的程度即可。
根據(jù)上述方法，能夠得到通式(4')：Ar2-M1(式中，Ar2和M1同上)所示的堿金屬化合物。
通過使通過上述方法得到的通式(4')：Ar2-M1所示的堿金屬化合物與通式(3)所示的鹵化硫代羰基化合物反應(yīng)，能夠得到作為目的的通式(1)所示的硫代羧酸酯。
(式中，Ar1和Ar2同上)。
作為其他的方法，使通式(4')：Ar2-M1(式中，Ar2和M1同上)所示的堿金屬化合物與一價的銅化合物反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成通式(4”)：Ar2-Cu(式中，Ar2同上)所示的化合物后，使其與通式(3)所示的鹵化硫代羰基化合物反應(yīng)，通過該方法，能夠進一步提高通式(1)所示的硫代羧酸酯的收率。
通式(4”)：Ar2-Cu所示的銅化合物可以通過使通式(4')：Ar2-M1所示的堿金屬化合物與一價的銅化合物反應(yīng)而得到。該反應(yīng)中，作為一價的銅化合物，可以使用氯化銅、溴化銅、碘化銅等鹵化銅，氰化銅(CuCN)等。
一價的銅化合物的使用量，相對于通式(4')：Ar2-M1所示的堿金屬化合物1摩爾，設(shè)定在0.1～5摩爾左右即可，優(yōu)選為0.7～1.2摩爾左右。
通式(4')：Ar2-M1所示的堿金屬化合物與一價的銅化合物的反應(yīng)優(yōu)選在非質(zhì)子性有機溶劑中進行。作為非質(zhì)子性有機溶劑，例如能夠使用與上述的通式(5)：Ar2-Y2所示的鹵化物與通式(6)：R-M1所示的有機堿金屬化合物的反應(yīng)所使用的溶劑同樣的溶劑。
溶劑中的原料濃度沒有特別限定，例如，作為通式(4')：Ar2-M1所示的堿金屬化合物的濃度，設(shè)定為0.1mol/L～3mol/L的程度即可。
通式(4')：Ar2-M1所示的堿金屬化合物與一價的銅化合物的反應(yīng)的反應(yīng)溫度優(yōu)選設(shè)定在室溫以下，更優(yōu)選設(shè)定為－78℃～室溫左右，進一步優(yōu)選設(shè)定為－30～2℃左右。
反應(yīng)時的壓力沒有特別限定，通?？梢栽诔合逻M行反應(yīng)。反應(yīng)時的氣氛沒有特別限定，通常優(yōu)選在氮、氬等非活性氣體氣氛。反應(yīng)時間通常設(shè)定為5分鐘～10小時左右即可。
通過上述方法，能夠得到通式(4)：Ar2-M所示的金屬化合物之中M為Cu的化合物，即，通式(4”)：Ar2-Cu所示的銅化合物。
在上述通式(4)中，M為基團：-MgY1的化合物、即通式(4”')：Ar2-MgY1(式中，Ar2同上，Y1是鹵原子)所示的格氏化合物，可以通過使通式(7)：Ar2-Y1(式中，Ar2和Y1同上)所示的鹵化物與鎂化合物反應(yīng)得到。這里，作為Y1所表示的鹵原子，能夠例示氯、溴、碘等。
作為能夠在反應(yīng)中使用的鎂化合物，只要是能夠與通式(7)：Ar2-Y1所示的鹵化物反應(yīng)形成格氏化合物的化合物即可，沒有特別限定。作為這樣的鎂化合物的具體例，能夠例示金屬鎂、i-PrMgCl(異丙基氯化鎂)、i-PrMgBr(異丙基溴化鎂)、由n-BuLi與i-PrMgCl或i-PrMgBr制備的酸根型配合物i-PrBu2MgLi等。
鎂化合物的使用量相對于通式(7)：Ar2-Y1所示的鹵化物1摩爾，設(shè)定為1～10摩爾左右即可，優(yōu)選設(shè)定為1～2摩爾左右。
通式(7)：Ar2-Y1所示的鹵化物與鎂化合物的反應(yīng)通常優(yōu)選在對于反應(yīng)非活性的非質(zhì)子性溶劑中進行。作為非質(zhì)子性溶劑，例如能夠使用與通式(5)：Ar2-Y2所示的鹵化物與通式(6)：R-M1所示的有機堿金屬化合物的反應(yīng)中所使用的溶劑同樣的溶劑。
反應(yīng)溶劑中的原料濃度沒有特別限定，例如，作為通式(7)：Ar2-Y1所示的鹵化物的濃度，設(shè)定為0.5～10mol/L左右即可。
在通式(7)：Ar2-Y1所示的鹵化物與鎂化合物的反應(yīng)中，反應(yīng)溫度優(yōu)選設(shè)定為0～100℃左右，更優(yōu)選設(shè)定為20～70℃左右。
反應(yīng)時的壓力沒有特別限定，通?？梢栽诔合逻M行反應(yīng)。反應(yīng)時的氣氛沒有特別限定，通常優(yōu)選為氮、氬等非活性氣體氣氛。反應(yīng)時間通常設(shè)定為30分鐘～10小時左右即可。
通式(7)：Ar2-Y1所示的鹵化物與鎂化合物的反應(yīng)通過在LiCl、碘、二溴乙烷等的存在下進行，能夠進一步提高通式(4”')：Ar2-MgY1所示的格氏化合物的收率。這些化合物的使用量，相對于通式(7)：Ar2-Y1所示的鹵化物1摩爾，優(yōu)選設(shè)定為1.0～5.0摩爾左右，更優(yōu)選設(shè)定為1.0～1.2摩爾左右。
通過上述方法，能夠得到通式(4”')：Ar2-MgY所示的格氏化合物。
(iii)反應(yīng)方法
如上所述，在該反應(yīng)工序中，通過使通式(3)所示的鹵化硫代羰基化合物與通式(4)所示的化合物反應(yīng)，能夠得到通式(1)所示的硫代羧酸酯。
(式中，Ar1同上，X表示鹵原子)，
Ar2-M (4)
(式中，Ar2同上，M表示堿金屬、一價的銅或基團-MgY1)，
(式中，Ar1和Ar2同上)。
通式(4)：Ar2-M所示的化合物的使用量，相對于通式(3)所示的鹵化硫代羰基化合物1摩爾，設(shè)定為0.8～2摩爾左右即可，優(yōu)選設(shè)定為0.9～1.2摩爾左右。特別是在M為堿金屬或者一價銅的情況下，通式(4)：Ar2-M所示的化合物的使用量，相對于通式(3)所示的鹵化硫代羰基化合物1摩爾，優(yōu)選設(shè)定為1～1.5摩爾左右，更優(yōu)選設(shè)定為1～1.2摩爾左右。
在上述的反應(yīng)工序中，特別是作為通式(4)：Ar2-M所示的化合物中，從抑制副產(chǎn)物生成的觀點出發(fā)，優(yōu)選M為堿金屬、特別是Li的化合物。
通式(2)所示的鹵化硫代羰基化合物與通式(4)：Ar2-M所示的化合物的反應(yīng)，優(yōu)選在非質(zhì)子性有機溶劑中進行。作為非質(zhì)子性有機溶劑，例如能夠使用與通式(5)：Ar2-Y2所示的鹵化物與通式(6)：R-M1所示的有機堿金屬化合物的反應(yīng)中所使用的溶劑同樣的溶劑。
反應(yīng)溶劑中的原料濃度沒有特別限定，例如，作為通式(3)所示的鹵化硫代羰基化合物的濃度，設(shè)定為0.1mol/L～3mol/L左右即可。
關(guān)于鹵化硫代羰基化合物與通式(4)所示的化合物的反應(yīng)的反應(yīng)溫度，在通式(4)：Ar2-M所示的化合物中M為堿金屬或者一價銅的情況下，優(yōu)選設(shè)定為室溫以下，更優(yōu)選設(shè)定為－30～2℃左右。另外，在通式(4)：Ar2-M所示的化合物中，M為基團：-MgY1的情況下，優(yōu)選設(shè)定為－78℃～室溫左右，更優(yōu)選設(shè)定為－50～0℃左右。
反應(yīng)時的壓力沒有特別限定，通?？梢栽诔合逻M行。反應(yīng)時的氣氛沒有特別限定，通常優(yōu)選為氮、氬等非活性氣體氣氛。反應(yīng)時間通常設(shè)定為5～10小時左右即可。
根據(jù)上述方法，能夠以良好的收率得到通式(1)所示的硫代羧酸酯。
(式中，Ar1和Ar2同上)。
特別是在使用通式(4)：Ar2-M所示的化合物中M為Cu的化合物的情況下，即使用通式(4”)：Ar2-Cu所示的銅化合物的情況下，能夠以特別良好的收率得到通式(1)所示的硫代羧酸酯。
上述反應(yīng)工序中，特別是通過使通式(3)所示的鹵化硫代羰基化合物與通式(4)：Ar2-M所示的化合物的反應(yīng)在催化劑的存在下進行，能夠進一步提高通式(1)所示的硫代羧酸酯的收率。特別是在通式(4)：Ar2-M所示的化合物是通式(4')：Ar2-M1所示的堿金屬化合物的情況下，能夠大幅提高通式(1)所示的硫代羧酸酯的收率。
作為催化劑，在通式(4)：Ar2-M所示的化合物中M為堿金屬或者一價銅的情況下，能夠使用3價的鐵化合物、2價的鎳化合物等，可以將這些化合物單獨使用一種或者將二種以上混合使用。作為這些化合物的具體例，作為3價的鐵化合物，能夠例示三(2,4－戊二酮合)鐵(III)、氯化鐵等，作為2價的鎳化合物，能夠例示氯化鎳等。這些催化劑的使用量，相對于通式(3)所示的鹵化硫代羰基化合物1摩爾，優(yōu)選為0.03摩爾左右以上。催化劑的使用量的上限沒有特別限定，但即使過量使用也不會提高效果，在成本上是不利的，所以相對于鹵化硫代羰基化合物1摩爾，優(yōu)選為0.5摩爾左右以下，更優(yōu)選為0.1摩爾左右以下。
另外，在通式(4)：Ar2-M所示的化合物中M為基團：-MgY1的情況下，作為催化劑，可以使用3價的鐵化合物、1價或2價的銅化合物、2價的鎳化合物、2價的鋅化合物、2價的鈷化合物等，可以將這些化合物一種單獨使用或者將二種以上混合使用。作為這些化合物的具體例，作為3價的鐵化合物，能夠例示三(2,4-戊二酮合)鐵(III)、氯化鐵等，作為1價或2價的銅化合物，能夠例示氯化銅、溴化銅、碘化銅等鹵化銅：氰化銅(CuCN)、氯化銅、四氯銅(II)二鋰(Li2CuCl4)等，作為2價的鎳化合物，能夠例示氯化鎳等，作為2價的鋅化合物，能夠例示氯化鋅等，作為2價的鈷化合物，能夠例示氯化鈷等。這些催化劑的使用量，相對于通式(3)所示的鹵化硫代羰基化合物1摩爾，優(yōu)選為0.01～2.00摩爾左右，更優(yōu)選為0.01～0.10摩爾左右。
本發(fā)明中，通過上述方法，使通式(3)所示的鹵化硫代羰基化合物與通式(4)所示的化合物直接反應(yīng)，能夠得到通式(1)所示的硫代羧酸酯。
(式中，Ar1同上，X表示鹵原子)，
Ar2-M (4)
(式中，Ar2同上，M表示堿金屬、一價的銅或者基團：-MgY)，
(式中，Ar1和Ar2同上)。
然而，也可以作為該方法的替代，將作為通式(4)所示的化合物的原料的通式(5)：Ar2-Y2或者通式(7)：Ar2-Y1所示的鹵化物作為原料，通過連續(xù)的反應(yīng)，得到通式(1)所示的硫代羧酸酯。
例如，在通式(4)：Ar2-M中，在M為堿金屬或者一價銅的情況下，通過使作為通式(4)：Ar2-M所示的金屬化合物的原料的通式(5)：Ar2-Y2所示的鹵化物與通式(6)：R-M1所示的有機堿金屬化合物反應(yīng)，之后，根據(jù)需要使所得到的生成物與一價的銅化合物反應(yīng)，之后，接著添加下述通式(3)所示的鹵化硫代羰基化合物進行反應(yīng)，通過該方法，能夠得到通式(1)所示的硫代羧酸酯。
(式中，Ar1表示可以具有取代基的芳環(huán)基，X表示鹵原子)，
(式中，Ar1和Ar2同上)。
另外，在通式(4)Ar2-M中，M為基團：-MgY1的情況下，通過使作為通式(4”')：Ar2-MgY1所示的格氏化合物的原料的通式(7)：Ar2-Y1所示的鹵化物與鎂化合物反應(yīng)，之后，使反應(yīng)生成物與通式(3)所示的鹵化硫代羰基化合物反應(yīng)，通過該方法，也能夠得到通式(1)所示的硫代羧酸酯。
(式中，Ar1和X同上)，
(式中，Ar1和Ar2同上)。
在這些方法中，能夠不分離作為中間生成物的通式(4')：Ar2-M1所示的堿金屬化合物、通式(4”)：Ar2-Cu所示的銅化合物、通式(4”')：Ar2-MgY所示的格氏化合物等，通過連續(xù)的方法以良好的收率得到作為目的的通式(1)所示的硫代羧酸酯。該方法的各反應(yīng)工序中的反應(yīng)條件設(shè)定為與之前的各反應(yīng)工序的反應(yīng)條件同樣的條件即可。
通過上述方法得到的硫代羧酸酯可以根據(jù)按照需要通過硅膠柱層析法、重結(jié)晶等公知的方法提純后回收。
通過上述方法得到的通式(1)的硫代羧酸酯能夠進一步供應(yīng)于將上述的氟化劑XFn(特別優(yōu)選五氟化碘(IF5))作為氟化劑的氟化反應(yīng)工序，在幾乎不生成難以分離的雜質(zhì)的條件下，以高收率合成通式(2)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物。
所以，通過將硫代羧酸酯的制造工序與以氟化劑XFn(特別優(yōu)選五氟化碘(IF5))作為氟化劑的氟化反應(yīng)工序組合實施，能夠使用安全性較高的原料，通過工業(yè)上有利的方法，以高收率得到具有氧二氟亞甲基骨架的化合物。
通過上述方法得到的通式(2)：
Ar2－Z－Ar1 (2)
(式中，Ar1、Ar2和Z同上)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物是作為液晶材料、醫(yī)藥品、它們的中間體等有用的化合物。
另外，在通式(2)中，Ar1或Ar2為對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子、或者具有硼酸基作為取代基的基團的情況下，通過進一步使通式(2)的化合物與硼酸化合物、或者具有對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子的化合物反應(yīng)，發(fā)生耦聯(lián)反應(yīng)，能夠進一步向上述通式(2)的化合物中導入可以具有取代基的芳環(huán)基等其他的基團。通過該方法得到的化合物是例如作為液晶材料等有用的各種化合物。以下，對于該反應(yīng)進行具體的說明。
(III)耦聯(lián)反應(yīng)工序
在該反應(yīng)工序中，作為原料，使用在硫代羧酸酯的氟化反應(yīng)工序中得到的通式(2)所示的化合物之中，Ar1和Ar2的一方為具有對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子作為取代基的基團、或者具有硼酸基作為取代基的基團的化合物。以下，對于在該反應(yīng)工序中使用的原料進行說明。
(i)具有氧二氟亞甲基骨架的化合物
作為用作原料的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物，能夠使用通式(2－1)所示的化合物。
Ar3－Z－Ar4 (2－1)
在上述通式(2－1)中，Z是基團：－CF2－O－。Ar3和Ar4中的一方是具有對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子作為取代基的基團、或者具有硼酸基作為取代基的基團，另一方是可以具有取代基的芳環(huán)基、可以具有取代基的環(huán)烷基或可以具有取代基的烷基。
在這些基團之中，作為具有對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子作為取代基的基團，可以是通式(2)中Ar1和Ar2所示的基團內(nèi)，具有對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子作為取代基的芳環(huán)基、環(huán)烷基或者烷基。作為對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子的具體例，能夠例示氯、溴、碘等鹵原子。
作為具有硼酸基作為取代基的基團，可以是通式(2)中Ar1和Ar2所示的基團內(nèi)，具有下述式(a)所示的硼酸基作為取代基的芳環(huán)基、環(huán)烷基或者烷基。
其中，將具有硼酸基作為取代基的化合物作為原料的情況下，有時形成部分脫水縮合的狀態(tài)，但本發(fā)明中，這樣的縮合體的狀態(tài)的化合物也能夠作為原料使用。
上述的對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子、和硼酸基分別可以直接在芳環(huán)基、環(huán)烷基或者烷基上取代，除此以外，還可以進一步與對于這些基團的取代基鍵合。
作為Ar3和Ar4之中的另一方基團的、可以具有取代基的芳環(huán)基、可以具有取代基的環(huán)烷基或可以具有取代基的烷基，只要是通式(2)中Ar1或Ar2所示的基團內(nèi)、不具有對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子以及硼酸基的任意一種作為取代基的基團即可。
作為上述通式(2－1)所示的化合物，優(yōu)選Ar3和Ar4的一方是具有對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子作為取代基的基團的化合物，特別優(yōu)選Ar3是具有對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子作為取代基的基團的化合物。
上述通式(2－1)所示的化合物可以通過將通式(1)所示的化合物之中Ar2為Ar3、Ar1為Ar4的化合物、即通式(1－1)所示的硫代羧酸酯作為原料，與上述方法同樣地通過利用氟化劑XFn(特別優(yōu)選五氟化碘)進行氟化而得到。
(式中，Ar3和Ar4同上)。
進一步，上述通式(1－1)所示的硫代羧酸酯可以通過將通式(4)所示的化合物之中Ar2為Ar3的通式(4－1)所示的化合物作為原料，與上述方法同樣地與通式(3－1)所示的鹵化硫代羧酸化合物反應(yīng)而得到。
Ar3-M (4－1)
(式中，Ar3同上，M為堿金屬、一價的銅或基團：-MgY1)，
(式中，Ar4同上，X表示鹵原子)。
作為上述通式(2－1)所示的化合物的具體例，能夠例示下述通式(2a)所示的化合物。
在通式(2a)中，Z是基團：－CF2－O－。L1～L8相同或不同，分別表示氫原子、氟原子或者低級烷基。在這些基團之中，作為低級烷基，能夠例示與上述的Ar1以和Ar2中的低級烷基同樣的基團。
A1表示氫原子、氟原子、烷氧基、氟代烷基、氟代烷氧基或者SF5。這些之中，作為烷氧基，能夠例示與上述Ar1和Ar2中的氟代烷基同樣的基團。作為氟代烷基，能夠例示與上述Ar1和Ar2中的氟代烷基同樣的基團，優(yōu)選CF3。作為氟代烷氧基，還能夠例示與上述Ar1和Ar2中的氟代烷氧基同樣的基團，優(yōu)選-OCF3。
A3表示氟以外的鹵原子、或者具有氟以外的鹵原子作為取代基的低級烷基、環(huán)烷基或苯基。
在上述通式(2a)中，各苯環(huán)上的L1～L4和A1的取代位置、以及L5～L8和A3的取代位置分別都不限定于通式(2a)所記載的位置，是任意的。
在上述通式(2a)中，作為通式(2－1)中的Ar4所對應(yīng)的基團的下述式
所示的基團的具體例，與上述通式(I)所示的基團的具體例相同。
另外，在通式(2a)中，作為通式(2－1)中的Ar3所對應(yīng)的基團的下述式
所示的基團的具體例，可以例示4－氯苯基、4－溴苯基、4－碘苯基、4－氯－2－氟苯基、4－溴－2－氟苯基、4－碘－2－氟苯基、4－氯－2,6－二氟苯基、4－溴－2,6－二氟苯基、4－碘－2,6－二氟苯基、4'－氯聯(lián)苯基、4'－溴聯(lián)苯基、4'－碘聯(lián)苯基、4'－氯－3－氟聯(lián)苯基、4'－溴－3－氟聯(lián)苯基、4'－碘－3－氟聯(lián)苯基、4'－氯－3,5－二氟聯(lián)苯基、4'－溴－3,5－二氟聯(lián)苯基、4'－碘－3,5－二氟聯(lián)苯基等。
上述通式(2a)所示的化合物是后述通式(8)所示的化合物之中具有對于硼酸化合物有反應(yīng)性的原子或者基團的化合物，通過依照后述條件與硼酸化合物反應(yīng)，發(fā)生耦聯(lián)反應(yīng)，能夠?qū)肱鹚峄衔锼姆辑h(huán)基或其他的基團。
上述通式(2a)所示的化合物可以通過將下述通式(1a)所示的芳基硫代羧酸芳基酯作為原料，利用氟化劑XFn(特別優(yōu)選五氟化碘(IF5))將其氟化的方法而得到。
上述通式(1a)中的L1～L8、A1和A3同上。關(guān)于通式(1a)的化合物與五氟化碘的反應(yīng)條件，與上述的通式(1)的硫代羧酸酯與五氟化碘的反應(yīng)相同。
另外，關(guān)于通式(1a)所示的芳基硫代羧酸芳基酯，可以通過使下述通式(3a)所示的鹵化硫代羰基化合物與通式(4a)所示的芳基化合物反應(yīng)而得到。
(式中，L1～L4以及A1同上，X是鹵原子)，
(式中，L5～L8和A3同上，M表示堿金屬、一價的銅或基團：-MgY1(Y1是鹵原子))。
通式(3a)中的X所示的鹵原子與通式(3)同樣，通式(4a)中的M與通式(4)同樣。
通式(3a)所示的鹵化硫代羰基化合物與通式(4a)所示的芳基化合物的反應(yīng)可以通過和通式(3)的鹵化硫代羰基化合物與通式(4)所示的化合物的反應(yīng)同樣的方法進行。
通式(4a)所示的芳基化合物中M為堿金屬的芳基化合物、即通式(4a')所示的芳基化堿金屬化合物能夠通過使下述通式(5a)所示的鹵化芳基化合物與通式(6)：R-M1(式中，R為烷基或苯基，M1為堿金屬)所示的有機堿金屬化合物反應(yīng)而得到。
(式中，L5～L8和A3同上，M1為堿金屬)，
(式中，L5～L8和A3同上，Y2是除F以外的鹵原子或者氫原子)。
通式(5a)中的Y2與上述通式(5)中的Y2同樣。
通式(5a)所示的鹵化芳基化合物與通式(6)所示的有機堿金屬化合物的反應(yīng)，可以通過和通式(5)的鹵化物與通式(6)所示的有機堿金屬化合物的反應(yīng)同樣的方法進行。
進一步，通式(4a)所示的芳基化合物之中M為一價銅的芳基化合物、即下述通式(4a”)所示的芳基化銅合物可以通過使下述通式(4a')所示的芳基化堿金屬化合物與一價的銅化合物反應(yīng)而得到。
(式中，L5～L8和A3同上)，
(式中，L5～L8、A3和M1同上)。
通式(4a')所示的芳基化堿金屬化合物與一價的銅化合物的反應(yīng)可以通過和上述通式(4')：Ar2-M1所示的芳基化堿金屬化合物與一價的銅化合物的反應(yīng)同樣的方法進行。
上述通式(4a)中M為基團：-MgY1的芳基化合物、即下述通式(4a”')所示的芳基化格氏化合物可以通過下述通式(7a)所示的鹵化芳基化合物與鎂化合物反應(yīng)而得到。
(式中，L5～L8和A3同上，Y1為鹵原子)，
(式中，A3、L5～L8和Y1同上)。
通式(7a)所示的鹵化芳基化合物與鎂化合物的反應(yīng)可以通過和通式(7)：Ar2-Y1所示的鹵化物與鎂化合物的反應(yīng)同樣的方法進行。
(ii)通式(8)的化合物
作為與上述通式(2－1)所示的化合物進行耦聯(lián)反應(yīng)的化合物，使用下述通式(8)所示的化合物。
Ar3－Z－Ar4 (2－1)
Ar5－D (8)
在通式(8)中，在通式(2－1)所示的化合物是具有對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子的化合物的情況下，D表示硼酸基；在通式(2－1)所示的化合物是具有硼酸基的化合物的情況下，D表示對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團。
其中，硼酸基能夠例示與上述式(a)所表示的基團同樣的基團。
在上述通式(8)中，在D為對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或者原子的情況下，作為其具體例，能夠列舉氯、溴、碘等鹵原子。
在通式(8)所示的化合物之中，具有硼酸基的化合物由于具有式(a)所示的基團，形成硼酸、硼酸酯或者硼酸鹽。
在通式(8)中，Ar5所示的基團是可以具有取代基的芳環(huán)基、可以具有取代基的環(huán)烷基或可以具有取代基的烷基。作為可以具有取代基的芳環(huán)基、可以具有取代基的環(huán)烷基以及可以具有取代基的烷基中的芳環(huán)基、環(huán)烷基以及烷基，分別能夠例示與上述通式(1)中的Ar1和Ar2所示的基團同樣的基團。作為對于這些各基團的取代基，只要是對于與通式(2－1)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的反應(yīng)非活性的基團就沒有特別限定。作為這樣的取代基的具體例，能夠列舉氟原子、烷基、有時具有取代基的可以含有雜原子的環(huán)狀脂肪族烴基、或者可以具有取代基的苯基。這些各基團是對于與通式(2－1)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物的反應(yīng)非活性的基團，是幾乎不參與反應(yīng)的基團。
作為上述取代基的烷基的具體例與上述的Ar1和Ar2中的烷基同樣。另外，作為有時具有取代基的可以含有雜原子的環(huán)狀脂肪族烴基，能夠例示環(huán)己基、環(huán)戊基、環(huán)丁基等碳原子數(shù)4～6的環(huán)烷基、這些環(huán)烷基的碳原子的一個或者二個以上被氧原子等雜原子取代的雜環(huán)烴基等4～6元環(huán)的環(huán)狀脂肪族烴基。作為能夠在環(huán)狀脂肪族烴基和苯基上取代的基團，能夠例示氟原子、低級烷基等。這種情況下，作為對于環(huán)狀脂肪族烴基和苯基的取代基的低級烷基，能夠例示與上述低級烷基同樣的基團。這些取代基對于環(huán)狀脂肪族烴基和苯基的各基團能夠在任意的位置上鍵合一個或者二個以上。
上述通式(8)所示的化合物之中，硼酸化合物也能夠以該硼酸化合物發(fā)生了脫水縮合的化合物、例如環(huán)狀三聚體的形態(tài)使用。該環(huán)狀三聚體又被稱為環(huán)氧硼烷(boroxine)化合物，是下述化學式所示的物質(zhì)。
上述通式(8)所示的化合物之中，作為硼酸化合物的具體例，能夠列舉下述通式(8a)所示的化合物。
在上述通式(8a)中，L9～L12相同或不同，分別表示氫原子或者氟原子。A4表示氫原子、氟原子、低級烷基、可以具有取代基的環(huán)烷基或者可以具有取代基的苯基。D'在上述通式(8)中的D之中表示硼酸基。
上述通式(8a)中的低級烷基能夠例示與通式(8)中的作為取代基的烷基同樣的基團。作為通式(8a)中的可以具有取代基的環(huán)烷基以及可以具有取代基的苯基，也能夠例示與作為通式(8)中的取代基所示的基團同樣的基團。
其中，上述通式(8a)中的苯環(huán)上的取代基L9～L12和A4的取代位置不限定于上述通式(8a)所示的位置，能夠在苯環(huán)的任意的位置取代。作為上述通式(8a)所示的硼酸化合物，特別優(yōu)選A4在相對于D'為對位上取代的化合物。
作為上述通式(8a)所示的硼酸化合物的具體例，能夠例示苯基硼酸、4－氟苯基硼酸、4－甲基苯基硼酸、4－乙基苯基硼酸、4－丙基苯基硼酸、4－丁基苯基硼酸、4－苯基苯基硼酸、4－己基苯基硼酸、4－環(huán)己基硼酸、2－氟－4－丙基苯基硼酸、3－氟－4－丙基苯基硼酸、2,3－二氟－4－丙基苯基硼酸、4－(4－氟環(huán)己基)-苯基硼酸、4－(4－丙基環(huán)己基)苯基硼酸、4'－甲基聯(lián)苯基硼酸、4'－乙基聯(lián)苯基硼酸、4'－丙基聯(lián)苯基硼酸、4'－丁基聯(lián)苯基硼酸、4'－苯基聯(lián)苯基硼酸、4'－己基聯(lián)苯基硼酸、2－氟－4'－丙基聯(lián)苯基硼酸、3－氟－4'－丙基聯(lián)苯基硼酸、2－氟－4'－戊基聯(lián)苯基硼酸、3－氟－4'－戊基聯(lián)苯基硼酸等。
上述通式(8a)所示的硼酸化合物發(fā)生脫水縮合后的環(huán)狀三聚體是下述化學式所示的物質(zhì)。
(iii)反應(yīng)方法
本發(fā)明中，通過使上述通式(2－1)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物與通式(8)所示的化合物反應(yīng)，發(fā)生耦聯(lián)反應(yīng)，能夠得到下述通式(9－1)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物或者下述通式(9－2)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物。
Ar3－Z－Ar4 (2－1)
(式中，Ar3和Ar4同上)，
Ar5－D (8)
(式中，Ar5和D同上)，
Ar5－Ar6－Z－Ar7 (9－1)
(式中，Ar5和Z同上，Ar6為可以具有取代基的二價的烴基，Ar7為可以具有取代基的芳環(huán)基、可以具有取代基的環(huán)烷基或可以具有取代基的烷基)，
Ar8－Z－Ar9－Ar5 (9－2)
(式中，Ar5和Z同上，Ar9為可以具有取代基的二價的烴基，Ar8為可以具有取代基的芳環(huán)基、可以具有取代基的環(huán)烷基或可以具有取代基的烷基)。
上述通式(9－1)和(9－2)中，Ar6和Ar9所示的可以具有取代基的二價的烴基是在通式(2－1)中Ar3或者A4所示的基團之中，由具有對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子的基團、或者具有硼酸基的基團中，該具有反應(yīng)性的基團或原子、或者硼酸基脫離后的二價的基團，具體而言是可以具有取代基的亞芳基、可以具有取代基的亞環(huán)烷基或者可以具有取代基的亞烷基。另外，Ar7和Ar8所示的基團分別是在通式(2－1)中Ar3或A4所示的基團之中，與可以具有取代基的芳環(huán)基、可以具有取代基的環(huán)烷基或可以具有取代基的烷基相對應(yīng)的基團。
通過該反應(yīng)，不使用昂貴的添加劑等，能夠使用比較廉價的原料，以高收率得到具有氧二氟亞甲基骨架的化合物。
在上述反應(yīng)中，通式(8)所示的化合物的使用量，相對于通式(2－1)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物1摩爾，優(yōu)選為0.5～2.0摩爾左右，更優(yōu)選為0.8～1.2摩爾左右。
上述反應(yīng)能夠根據(jù)需要使用溶劑進行。作為溶劑，適合使用芳香族化合物、脂肪族烴、脂環(huán)式烴、脂肪族醚化合物、環(huán)狀醚化合物、非質(zhì)子性極性溶劑、質(zhì)子溶劑。其中，作為芳香族化合物，能夠例示苯、甲苯、氯苯、溴苯等；作為脂肪族烴，能夠例示己烷、庚烷等；作為脂環(huán)式烴，能夠例示環(huán)己烷等；作為脂肪族醚化合物，能夠例示二乙基醚、DMG、甲基叔丁基醚、二甘醇二甲基醚等；作為環(huán)狀醚化合物，能夠例示四氫呋喃(THF)、二噁烷等。作為非質(zhì)子性極性溶劑，能夠例示二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)、乙腈、二甲基乙酰胺(DMAc)等。這些溶劑能夠一種單獨使用或者二種以上混合使用。
對于溶劑的使用量沒有特別限定，通常相對于通式(2－1)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物，在0～20倍質(zhì)量左右即可。
對于反應(yīng)溫度也沒有特別限定，通常優(yōu)選在10℃～200℃的范圍。
上述的偶聯(lián)反應(yīng)優(yōu)選在堿性條件下進行。作為堿，優(yōu)選堿金屬氫化物、堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬醇鹽。關(guān)于堿的使用量，相對于選自通式(8)所示的硼酸化合物以及該硼酸化合物發(fā)生脫水縮合后的環(huán)狀三聚體中的至少一種的芳香族硼酸化合物1摩爾，優(yōu)選在0.8～4摩爾左右。
上述的偶聯(lián)反應(yīng)優(yōu)選在催化劑的存在下實施。作為催化劑，優(yōu)選過渡金屬原子單體或含有它們的物質(zhì)。特別優(yōu)選鎳、鈀、鉑等的金屬單體、含有它們之中至少一種的合金等。另外，也可以將這些金屬載持在活性碳上使用。關(guān)于催化劑的使用量，相對于選自通式(8)所示的硼酸化合物以及該硼酸化合物發(fā)生脫水縮合后的環(huán)狀三聚體中的至少一種的芳香族硼酸化合物1摩爾，優(yōu)選為0.0005～0.2摩爾左右。
通過該反應(yīng)，能夠由通式(2－1)所示的化合物以高收率得到下述通式(9－1)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物、或者下述通式(9－2)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物。
Ar5－Ar6－Z－Ar7 (9－1)
(式中，Ar5、Ar6、Ar7和Z同上)，
Ar8－Z－Ar9－Ar5 (9－2)
(式中，Ar5、Ar8、Ar9和Z同上)。
本發(fā)明中，特別優(yōu)選將通式(2－1)中Ar3為具有對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子作為取代基的基團、或者具有硼酸基作為取代基的基團的化合物作為原料，得到的通式(9－1)的化合物。
在上述反應(yīng)中，在作為原料使用選自下述通式(2a)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的芳基化合物、通式(8a)所示的硼酸化合物、以及該硼酸化合物發(fā)生脫水縮合后的環(huán)狀三聚體中的至少一種的芳香族硼酸化合物的情況下，能夠以高收率得到下述通式(9a)所示的具有氧二氟亞甲基骨架的聯(lián)芳基化合物。
(式中，Z、L1～L8、A1和A3同上)，
(式中，Z、L9～L12、A4和D'同上)，
(式中，Z、L1～L12、A1和A4同上)。
其中，上述通式(2a)所示的化合物之中，關(guān)于A3為鹵原子(Br、Cl、I)的化合物，通過將鹵原子變化為硼酸化合物，能夠變換成具有硼酸基作為取代基的化合物。該化合物例如可以通過與通式(8)中D為對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團或原子的化合物反應(yīng)，能夠變換為對應(yīng)的通式(9－1)：Ar5－Ar6－Z－Ar7所示的化合物。
通過上述方法得到的具有氧二氟亞甲基骨架的聯(lián)芳基化合物可以根據(jù)需要通過硅膠柱層析法、重結(jié)晶等公知的方法提純后回收。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，通過使用硫代羧酸酯作為原料，使其與五氟化碘反應(yīng)，通過該方法，能夠抑制分離困難的雜質(zhì)的生成，能夠以良好的收率得到高純度的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物。
并且，在該方法中使用的硫代羧酸酯，可以通過使鹵化硫代羰基化合物與特定的化合物反應(yīng)的方法，使用比較安全的原料，以溫和的反應(yīng)條件、良好的收率得到。因此，通過將該反應(yīng)與上述的利用五氟化碘的氟化反應(yīng)組合，能夠使用安全性高的原料，通過比較簡單的反應(yīng)和提純工序，以高收率制造具有氧二氟亞甲基骨架的化合物。
進一步，使通過上述方法得到的具有氧二氟亞甲基骨架的化合物與特定的硼酸化合物或者具有對于硼酸化合物有反應(yīng)性的基團的化合物反應(yīng)，能夠?qū)敕辑h(huán)基等各種基團。
因此，通過將上述反應(yīng)工序適當組合實施，能夠使用比較廉價且安全的原料，通過簡便的工序，以高收率得到作為液晶材料、醫(yī)藥、它們的中間體等有用的各種具有氧二氟亞甲基骨架的高純度的化合物。
具體實施方式
以下，舉出實施例和參考例對本發(fā)明進行更詳細的說明。
實施例1
向含氟樹脂容器中加入3,5-二氟-4'-丙基聯(lián)苯-4-硫代羧酸-3,4,5-三氟苯基酯(1.65g、3.9mmol)，加入乙酸乙酯(10mL)，再加入五氟化碘(IF5)(0.86g、3.9mmol)和三乙胺·3氫氟酸鹽(NEt3-3HF)(0.62g、3.9mmol)，在65℃攪拌6小時。
使用堿使反應(yīng)終止，將有機層減壓蒸餾去除后，利用硅膠柱層析和重結(jié)晶進行提純，得到白色固體4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-3,5-二氟-4'-丙基聯(lián)苯(1.50g、3.5mmol)。分離收率為90％，純度為99.88％。
1H-NMR(CDCl3)δ7.47(d,2H,Ar),7.28(d,2H,Ar),7.20(d,2H,Ar),6.99(m,2H,Ar),2.64(t,2H,benzyl),1.68(m,2H,CH2),0.97(m,3H,CH3)。
19F-NMR(CDCl3)δ-58.85(t,2F,CF2O),-105.89(m,2F,Ar),-127.77(m,2F,Ar),-158.50(m,1F,Ar)。
實施例2
原料為3,5-二氟-4'-戊基聯(lián)苯-4-硫代羧酸-3,4,5-三氟苯基酯，除此以外，與實施例1同樣操作進行反應(yīng)和提純，得到白色固體4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-3,5-二氟-4'-戊基聯(lián)苯。分離收率為89％，純度為99.90％。
1H-NMR(CDCl3)δ7.50(d,2H,Ar),7.28(d,2H,Ar),7.21(d,2H,Ar),6.94(m,2H,Ar),2.60(t,2H,benzyl),1.71(m,2H,CH2),1.40(m,2H,CH2),1.30(m,2H,CH2),0.90(t,3H,CH3)。
19F-NMR(CDCl3)δ-58.88(t,2F,CF2O),-105.90(m,2F,Ar),-127.77(m,2F,Ar),-158.49(m,1F,Ar)。
實施例3
(i)芳基硫代羧酸芳基酯的制造工序
對200mL三口燒瓶進行氮置換，加入1-溴-3,5-二氟苯(10.0g、51.8mmol)和四氫呋喃(THF)(9mL)。冷卻至－78℃，加入二異丙基氨基鋰(THF/庚烷/乙基苯溶液，34.5mL、51.8mmol)，再加入CuCl(5.13g、51.8mmol)攪拌1小時。接下來，加入3,4,5-三氟苯基-氯硫代甲酸酯(11.7g、51.8mmol)攪拌1小時，使反應(yīng)終止。
利用甲苯/鹽酸水對反應(yīng)液進行萃取，將有機層減壓蒸餾除去。通過重結(jié)晶對得到的固體進行提純，得到黃色固體4-溴-2,6-二氟-硫代苯甲酸-3,4,5-三氟苯基酯(16.5g、43.0mmol)。分離收率為83％。
1H-NMR(CDCl3)δ7.22(m,2H,Ar),6.85(m,2H,Ar)。
19F-NMR(CDCl3)δ-111.52(d,2F,Ar),-132.73(m,2F,Ar),-162.50(m,1F,Ar)。
(ii)芳基硫代羧酸芳基酯的氟化工序
將上述工序(i)得到的4-溴-2,6-二氟硫代苯甲酸-3,4,5-三氟苯基酯(10g、26.1mmol)和乙腈(15mL)加入到含氟樹脂容器中，再加入五氟化碘(IF5)(5.79g、26.1mmol)和三乙胺·3氫氟酸鹽(NEt3-3HF)(4.20g、26.1mmol)，以65℃攪拌4小時。
之后，與實施例1同樣地進行提純，得到白色固體4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-1-溴-3,5-二氟苯(8.92g、22.9mmol)。分離收率為88％，純度為99.82％。
1H-NMR(CDCl3)δ7.19(m,2H,Ar),6.94(m,2H,Ar)。
19F-NMR(CDCl3)δ-62.98(t,2F,CF2O),-109.82(m,2F,Ar),-133.23(m,2F,Ar),-163.75(m,1F,Ar)。
(iii)偶聯(lián)反應(yīng)工序
在200mL三口燒瓶中依次加入上述工序(ii)中得到的4-[二氟-(3,4,5-三氟-苯氧基)-甲基]-1-溴-3,5-二氟苯(10.0g、25.7mmol)、4－丙基苯基硼酸(4.63g、28.3mmol)、K2CO3(8.51g、61.7mmol)、四(三苯基膦)鈀(148mg、0.129mmol)、2－二環(huán)己基膦基－2',6'－二甲氧基聯(lián)苯(53.6mg、0.129mmol)，并對體系內(nèi)進行氮置換，之后，加入脫氣后的DMAc(10mL)和脫氣后的水(30mL)，以反應(yīng)液溫度85℃攪拌5小時。利用甲苯對所得到的粗產(chǎn)物進行萃取，使用NaHCO3水溶液、水對有機相進行清洗后，進行濃縮。通過硅膠柱層析和重結(jié)晶對所得到的粗產(chǎn)物進行提純，得到白色固體4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-3,5-二氟-4'-丙基聯(lián)苯(9.03g、21.1mmol)。以下的各種譜圖數(shù)據(jù)的測定結(jié)果有力地支持該化合物的結(jié)構(gòu)。
1H-NMR(CDCl3)δ7.47(d,2H,Ar),7.28(d,2H,Ar),7.20(d,2H,Ar),6.99(m,2H,Ar),2.64(t,2H,benzyl),1.68(m,2H,CH2),0.97(m,3H,CH3)。
19F-NMR(CDCl3)δ-58.85(t,2F,CF2O),-105.89(m,2F,Ar),-127.77(m,2F,Ar),-158.50(m,1F,Ar)。
實施例3－2
在反應(yīng)器中依次加入4-[二氟-(3,4,5-三氟-苯氧基)-甲基]-3,5-二氟苯基硼酸(5.0g、14.1mmol)、1-溴-4-丙基苯(2.55g、12.8mmol)、K2CO3(4.25g、30.7mmol)、四丁基溴化銨(TBAB)(412mg、1.28mmol)、雙(二叔丁基(4-二甲基氨基苯基)膦)二氯化鈀(II)(9.1mg、0.0128mmol)，對體系內(nèi)進行氮置換后，加入脫氣后的DMAc(3.8mL)和脫氣后的水(11.3mL)，以反應(yīng)液溫度85℃攪拌4小時。對得到的粗產(chǎn)物進行提純，得到白色固體4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-3,5-二氟-4'-丙基聯(lián)苯(4.84g、11.3mmol)。分離收率為88.3％。以下的各種譜圖數(shù)據(jù)的測定結(jié)果支持該化合物的結(jié)構(gòu)。
1H-NMR(CDCl3)δ7.47(d,2H,Ar),7.28(d,2H,Ar),7.20(d,2H,Ar),6.99(m,2H,Ar),2.64(t,2H,benzyl),1.68(m,2H,CH2),0.97(m,3H,CH3)。
19F-NMR(CDCl3)δ-58.85(t,2F,CF2O),-105.89(m,2F,Ar),-127.77(m,2F,Ar),-158.50(m,1F,Ar)。
實施例4
(i)芳基硫代羧酸芳基酯的制造工序
在氮氣置換后的200mL三口燒瓶中加入金屬鎂(0.95g、39.2mmol)和THF(10mL)，再加入少量的碘進行攪拌。在室溫下加入p－溴氯苯(5.00g、26.1mmol)后緩慢攪拌。在回流條件下攪拌8小時后，冷卻至室溫，得到4－氯苯基溴化鎂(格氏試劑)的THF溶液。接著，加入3,4,5－三氟苯基-氯硫代甲酸酯(5.92g、26.1mmol)，攪拌1小時，使反應(yīng)終止。
之后與實施例3同樣地進行提純，得到黃色固體4－氯硫代苯甲酸－3,4,5－三氟苯基酯(6.72g、22.2mol)。分離收率為85％。
1H-NMR(CDCl3)δ8.07(m,2H,Ar),7.51(m,2H,Ar),7.17(m,2H,Ar)。
19F NMR(CDCl3)δ-132.85(Ar,2F),-162.58(Ar,1F)。
(ii)芳基硫代羧酸芳基酯的氟化工序
除了使用上述工序中得到的4-氯硫代苯甲酸-3,4,5-三氟苯基酯以外，與實施例3的芳基硫代羧酸芳基酯的氟化工序同樣操作，進行反應(yīng)和提純。
結(jié)果，得到了白色固體4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-1-氯苯。分離收率為92％，純度為99.86％。
1H-NMR(CDCl3)δ7.42(m,2H,Ar),7.39(m,2H,Ar),6.96(m,2H,Ar)。
19F-NMR(CDCl3)δ-62.03(d,2F,CF2O),-134.49(m,2F,Ar),-163.56(m,1F,Ar)。
(iii)偶聯(lián)反應(yīng)工序
在200mL sus制的高壓釜中依次加入上述工序(ii)中得到的4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-(10.0g、32.4mmol)、4-(4-丙基環(huán)己基)苯基硼酸(4(8.37g、34.0mmol)、K2CO3(13.43g、97.2mmol)、四丁基溴化銨(TBAB)(522mg、1.62mmol)、雙(二叔丁基(4-二甲基氨基苯基)膦)二氯化鈀(II)(22.9mg、0.0324mmol)，對體系內(nèi)進行氮置換，之后，加入脫氣后的DMAc(10mL)和脫氣后的水(30mL)，以反應(yīng)液溫度98℃攪拌5小時。之后與實施例3的工序(iii)同樣地進行精制，得到白色固體4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-3,5,2'-三氟-4'-(4-丙基環(huán)己基)聯(lián)苯(13.2g、27.9mmol)。分離收率為86％。以下的各種譜圖數(shù)據(jù)的測定結(jié)果有力地支持該化合物的結(jié)構(gòu)。
1H-NMR(CDCl3)δ7.54(m,2H,Ar),7.46(m,2H,Ar),7.42(m,2H,Ar),7.39(d,2H,Ar),6.88(d,2H,Ar),6.99(m,2H,Ar),2.69(m,1H,Cy),1.79(m,2H,Cy),1.84(m,1H,Cy),1.31(m,2H,Cy),1.27(t,2H,CH2),1.15(m,2H,CH2),0.88(m,3H,CH3)。
19F-NMR(CDCl3)δ-63.00(t,2F,CF2O),-132.70(d,2F,Ar),-164.40(t,1F,Ar)。
實施例5
(i)芳基硫代羧酸芳基酯的制造工序
對200mL三口燒瓶進行氮置換，加入1-氯-3,5-二氟苯(10.0g、67.3mmol)和四氫呋喃(THF)(9mL)。冷卻至－78℃，加入正丁基鋰庚烷溶液(46.0mL、69.0mmol)，再加入CuCl(6.66g、67.3mmol)攪拌1小時。接著，加入3,4,5-三氟苯基-氯硫代甲酸酯(15.2g、67.3mmol)攪拌1小時，使反應(yīng)終止。
之后與實施例3的工序(i)同樣地進行精制，得到黃色固體4-氯-2,6-二氟-硫代苯甲酸-3,4,5-三氟苯基酯(20.0g、59.2mmol)。分離收率為88％。
1H-NMR(CDCl3)δ7.06(d,2H,Ar),6.85(m,2H,Ar)。
19F-NMR(CDCl3)δ-111.32(d,2F,Ar),-132.73(m,2F,Ar),-162.50(m,1F,Ar)。
(ii)芳基硫代羧酸芳基酯的氟化工序
除了使用上述工序(i)中得到的4-氯-2,6-二氟硫代苯甲酸-3,4,5-三氟苯基酯以外，與實施例3的工序(ii)同樣地操作進行反應(yīng)和提純。
結(jié)果，得到白色固體4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-1-氯-3,5-二氟苯。分離收率為90％，純度為99.85％。
1H-NMR(CDCl3)δ7.05(d,2H,Ar),6.96(m,2H,Ar)。
19F-NMR(CDCl3)：δ-62.94(t,2F,CF2O),-109.74(m,2F,Ar),-133.30(m,2F,Ar),-163.88(m,2F,Ar)。
(iii)偶聯(lián)反應(yīng)工序
在200mL三口燒瓶中依次加入上述工序(ii)中得到的4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-1-氯-3,5-二氟苯(10.1g、29.3mmol)、4－丙基苯基硼酸(5.01g、30.8mmol)、K2CO3(12.1g、87.9mmol)、四丁基溴化銨(TBAB)(472mg、1.47mmol)、雙(二叔丁基(4-二甲基氨基苯基)膦)二氯化鈀(II)(20.7mg、0.0293mmol)，對體系內(nèi)進行氮置換后，加入脫氣后的水(40mL)，以反應(yīng)液溫度90℃攪拌3小時。之后與實施例3的工序(iii)同樣地進行提純，得到白色固體(11.0g、25.6mmol)。以下的各種譜圖數(shù)據(jù)的測定結(jié)果與實施例3的測定結(jié)果完全相同，有力地支持該化合物的結(jié)構(gòu)。
1H-NMR(CDCl3)δ7.47(d,2H,Ar),7.28(d,2H,Ar),7.20(d,2H,Ar),6.99(m,2H,Ar),2.64(t,2H,benzyl),1.68(m,2H,CH2),0.97(m,3H,CH3)。
19F-NMR(CDCl3)δ-58.85(t,2F,CF2O),-105.89(m,2F,Ar),-127.77(m,2F,Ar),-158.50(m,1F,Ar)。
比較例1
使用(4－甲氧基苯基)硫代乙酸－O－乙酯(2.1g、10mmol)作為原料，將其加入至含氟樹脂容器中，加入乙酸乙酯(8mL)，再加入五氟化碘(IF5)(2.66g、12mmol)、三乙胺·3氫氟酸鹽(NEt3-3HF)(1.93g、12mmol)，以室溫攪拌2.5h。之后按照與實施例1同樣的方法進行提純。
結(jié)果，得到含有1－(2－乙氧基－2,2－二氟乙基)－4－甲氧基苯的白色固體(1.8g)，但生成物中作為雜質(zhì)含有在原料化合物的芐基位加成了碘的1－(2－乙氧基－2,2－二氟－1－碘乙基)－4－甲氧基苯，GC純度為95.20％。該雜質(zhì)通過一般的提純方法難以去除，不適合用于液晶用化合物等的用途。
與此相對，由實施例1～5的氟化工序的結(jié)果可知，將芳基硫代羧酸芳基酯作為原料、利用五氟化碘進行氟化的情況下，能夠通過硅膠柱層析以及重結(jié)晶這樣的一般的提純方法，將雜質(zhì)幾乎完全去除，容易得到純度非常高的生成物。