用取代基取代卤素原子的有机化合物的制造方法

申请号 CN200410046255.8 申请日 2004-06-04 公开(公告)号 CN1572754A 公开(公告)日 2005-02-02
申请人 三井化学株式会社; 发明人 舟木节子; 谷口义辉; 山本喜博; 升忠仁; 原烈; 林贵臣; 水谷一美; 清野真二;
摘要 本 发明 涉及用取代基取代卤素 原子 的有机化合物的制造方法。其目的是,提供以高收率、而且以高效率地制造有机化合物的方法,该方法是使具有在通过4个σ键和原子结合的 碳 原子上结合的卤素原子作为卤素原子的有机化合物和亲核剂发生反应,用来自亲核剂的基取代该卤素原子。
权利要求

1.一种具有Q的有机化合物的制造方法,其特征在于,在以通式(1)

(式中,Z-是以从无机酸或者活性氢化合物中除去质子的形式表示的阴 离子。R可以全部相同,也可以彼此不同,可以各自独立地表示原子 数1~10的基,或者也可以同一氮原子上的2个R相互结合和氮原子 共同形成环)表示的化合物的存在下,使以通式(2)
       MQa                         (2)
(式中,M表示金属原子、碱土类金属原子或者稀土类金属原子,Q 是以从无机酸或者活性氢化合物中除去质子的形式表示的基。但是,Q 不是与后述的、以具有在通过4个σ键和原子结合的碳原子上结合的卤素 原子作为卤素原子的有机化合物中的被Q取代的卤素原子相同的卤素原 子。a是1~3的整数)表示的化合物和具有在通过4个σ键与原子结合的 碳原子上结合的卤素原子作为卤素原子的有机化合物发生反应,用Q取 代该有机化合物中的至少一个卤素原子。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其中,权利要求1记载的具有 在通过4个σ键和原子结合的碳原子上结合的卤素原子作为卤素原子的有 机化合物是以通式(3)表示的化合物,具有Q的有机化合物是以通式(4) 表示的化合物。
     B-X                     (3)
(式中,X表示卤素原子,B表示有机基。)
   B-Q                       (4)
(式中,B和Q分别表示和上述相同的意义。)
3.根据权利要求2所述的制造方法,其中,权利要求2中记载的以 通式(3)表示的化合物是通式(3)中的B是从碳原子数1~12的直链 状或者支链状烷基、以通式(5)表示的基、以通式(6)表示的基、以 通式(7)表示的基、以通式(8)表示的基、以通式(9)表示的基、或 者选自取代基组α的基取代了的碳原子数1~12的直链状或支链状烷基中 选择的基的化合物。

(式中,b表示2~9的整数。)

(式中,Y表示原子、硫原子或者NR′,c和d表示满足c+d=3~ 6的整数,其中,NR′中的R′表示氢原子或者甲基。)

(式中,Y表示氧原子、硫原子或者NR′,e、f和g表示满足e+f+g =2~5的整数,其中,NR′中的R′表示氢原子或者甲基。)

(式中,Y表示氧原子、硫原子或者NR′,h、i和j表示满足h+i+j=2~5 的整数,其中,NR′中的R′表示氢原子或者甲基。)

(式中,k是0~2的整数。)
[取代基组α]
以通式(5)~通式(9)表示的基、碳原子数2~10的链烯基、碳 原子数2~10的炔基、碳原子数6~12的芳基、含有羰基的碳的全部碳 原子数2~10的酰基、含有羰基的碳的全部碳原子数2~10的酰氧基、 含有羰基的碳的全部碳原子数2~10的烷氧羰基、含有羰基的碳的全部 碳原子数7~10的芳羰基、含有羰基的碳的全部碳原子数3~10的烷氧 羰基烷基、硝基、氰基。
4.根据权利要求3所述的制造方法,其中,权利要求1中记载的以 通式(1)表示的化合物是通式(1)中的R全部是碳原子数1~2的烷基、 或者在同一氮原子上结合的2个R全部相互通过碳原子数4~5的亚烷基 形成环的基的化合物。
5.根据权利要求3所述的制造方法,其中,权利要求1中记载的以 通式(1)表示的化合物是导入通式(1)中的Z-的化合物是卤化氢的化 合物。
6.根据权利要求3所述的制造方法,其中,权利要求1中记载的以 通式(2)表示的化合物是通式(2)中的Q是以从卤化氢、氢氰酸、叠 氮酸、硫氰酸、丙二酸酯类、乙酰乙酸酯类、氰乙酸酯类、、含有羰 基的碳的全部碳原子数1~20的羧酸类、碳原子数1~20的醇类、碳原 子数6~20的具有1~3个羟基的芳香族化合物类、全部碳原子数2~20 的脂肪族仲胺类、全部碳原子数6~20的芳香族仲胺类、碳原子数1~10 的一元硫醇类或者碳原子数1~10的芳香族巯基化合物类除去质子的形 式表示的基的化合物。
7.根据权利要求3所述的制造方法,其中,权利要求1中记载的以 通式(1)表示的化合物是通式(1)中的R全部是甲基、乙基、或者在 同一氮原子上结合的2个R全部是四亚甲基、Z-是氯阴离子和溴阴离子 的化合物,权利要求1中记载的以通式(2)表示的化合物是通式(2) 中的Q是以从选自化合物组β的活性氢化合物中除去质子的形式表示的 基的化合物,权利要求2中记载的以通式(3)表示的化合物是通式(3) 中的B是碳原子数1~10的直链状的烷基、以权利要求3中记载的通式 (5)表示的基的b是4~7的基、以权利要求3中记载的通式(6)表示 的基的Y是氧原子、而且c+d是3或4的基、以权利要求3中记载的通 式(8)表示的基的Y是氧原子、而且是h=2、i=0和j=0的基、以权 利要求3中记载的通式(9)表示的基的k是0的基或者权利要求3记载 的取代基组α是选自取代基组γ的基的基取代了的碳原子数1~10的直链 状烷基的化合物。
[化合物组β]
氟化氢、碘化氢、氢氰酸、叠氮酸、硫氰酸、丙二酸二乙酯、水、乙 酸、甲醇、苯酚、二乙胺、亚硝酸、正丁基硫醇。
[取代基组γ]
四氢呋喃基、2-氧代四氢呋喃基、乙炔基、苯基、乙酰基、三甲基乙 酰基、苯甲酰基、丁酰氧基、甲氧羰基、乙氧羰基、甲氧羰基甲基、硝 基、氰基。
8.根据权利要求1~7中的任一权利要求所述的制造方法,其特征在 于,使以通式(10)表示的化合物共存。

(式中,R可以全部相同,也可以彼此不同,可以各自独立地表示碳原 子数1~10的烃基,或者也可以同一氮原子上的2个R相互结合和氮原 子形成环。)
9.根据权利要求3~8中的任一权利要求所述的制造方法,其中,权 利要求8中记载的以通式(10)表示的化合物是通式(10)中的R全部 是碳原子数1~2的烷基、或者结合在同一氮原子上的2个R全部通过碳 原子数4~5的亚烷基形成环的基。

说明书全文

技术领域

发明是关于使用具有在通过4个σ键和原子结合的原子上结合 的卤素原子作为卤素原子的有机化合物作为起始原料,用各种亲核剂取 代该有机化合物的卤素原子,制造作为工业试剂、高分子材料和医农药 品等制品或者中间体都有用的有机化合物的方法。

背景技术

作为制造各种有机化合物的有效手段之一,已知有利用以来自亲核 剂的基取代结合在碳原子上的卤素原子的亲核取代反应的方法。
在该亲核取代反应中,存在的问题是,由于所使用的卤素化合物, 或在反应中需要长时间,或为了溶解对有机溶剂的溶解性低的亲核剂, 需要使用高价的非质子性极性溶剂,或需要大量过剩地使用亲核剂。
为了解决这些问题,进行了各种各样的催化剂的开发。例如,已知 有使用磷腈鎓(phosphazenium)化合物作为催化剂的方法(如特开 2002-003427号公报),使用冠醚作为催化剂的方法(如Journal of Organic Chemistry 43(1978)1017-1018),使用离子交换树脂作为催化剂的方法(如 Journal of Organic Chemistry 50(1985)4388-4390),使用季铵盐作为催化剂 的方法(如Journal of Organic Chemistry 50(1985)879-882)或使用由基 等构成的季磷鎓盐作为催化剂的方法(如Tetrahedron Letters 27(1986)6067-6070)。
但是,在使用冠醚或离子交换树脂的情况下,由于作为反应基质的 卤素化合物,反应时间非常长,达到1天~2天以上,存在效率恶化的情 形。再有,在使用季铵盐或由烃基等构成的季磷鎓盐的情况下,存在的 问题是,由于所使用的亲核剂或反应温度,存在这些盐自身发生分解的 情形,或再利用困难,或能够适用的反应条件被限制。

发明内容

本发明的课题是提供以高收率、而且以高效率地制造有机化合物的 方法,该方法是使具有在通过4个σ键和原子结合的碳原子上结合的卤素 原子作为卤素原子的有机化合物和亲核剂发生反应,用来自亲核剂的基 取代该卤素原子。
发明人等为解决上述课题而进行锐意研究的结果发现,具有在通 过4个σ键和原子结合的碳原子上结合的卤素原子作为卤素原子的有机化 合物和亲核剂的反应,在以通式(1)表示的化合物(化学式11)的存在 下极容易进行,可以高收率、高效率地得到用来自亲核剂的基取代了是 目的物的卤素原子的有机化合物,从而完成了本发明。
即,本发明是具有Q的有机化合物的制造方法,其特征在于,在以 通式(1)

(式中,Z-是以从无机酸或者活性氢化合物中除去质子的形式表示的阴 离子。R可以全部相同,也可以彼此不同,可以各自独立地表示碳原子 数1~10的烃基,或者也可以同一氮原子上的2个R相互结合和氮原子 共同形成环)表示的化合物的存在下,使以通式(2)
 MQa                                 (2)
(式中,M表示金属原子、碱土类金属原子或者稀土类金属原子,Q 是以从无机酸或者活性氢化合物中除去质子的形式表示的基。但是,Q 不是与后述的、以具有在通过4个σ键和原子结合的碳原子上结合的卤素 原子作为卤素原子的有机化合物中的被Q取代的卤素原子相同的卤素原 子。a是1~3的整数)表示的化合物与具有在通过4个σ键和原子结合的 碳原子上结合的卤素原子作为卤素原子的有机化合物发生反应,以Q取 代该有机化合物中的至少一个卤素原子。
(2)在上述(1)中记载的制造方法,其中,上述(1)中记载的具 有在通过4个σ键和原子结合的碳原子上结合的卤素原子作为卤素原子的 有机化合物是以通式(3)表示的化合物,具有Q的有机化合物是以通式
(4)表示的化合物。
通式(3)
B-X                               (3)
(式中,X表示卤素原子,B表示有机基。)
通式(4)
B-Q                               (4)
(式中,B和Q分别表示和上述相同的意义。)
(3)在上述(2)中记载的制造方法,其中,上述(2)中记载的以 通式(3)表示的化合物是通式(3)中的B是从碳原子数1~12的直链 状或者支链状烷基、以通式(5)表示的基、以通式(6)表示的基、以 通式(7)表示的基、以通式(8)表示的基、以通式(9)表示的基、或 者选自取代基组α的基取代了的碳原子数1~12的直链状或支链状烷基中 选择的基的化合物。
通式(5)

(式中,b是2~9的整数。)
通式(6)

(式中,Y表示原子、硫原子或者NR′,c和d表示满足c+d=3~6的整数。
其中,NR′的R′表示氢原子或者甲基。)
通式(7)

(式中,Y表示氧原子、硫原子或者NR′,e、f和g表示满足e+f+g=2~5 的整数。其中,NR′的R′表示氢原子或者甲基。)
通式(8)

(式中,Y表示氧原子、硫原子或者NR′,h、i和j表示满足h+i+j=2~5的整 数。其中,NR′的R′表示氢原子或者甲基。)
通式(9)

(式中,k是0~2的整数。)
[取代基组α]
以通式(5)~通式(9)表示的基、碳原子数2~10的链烯基、碳原 子数2~10的炔基、碳原子数6~12的芳基、含有羰基的碳的全部碳原 子数2~10的酰基、含有羰基的碳的全部碳原子数2~10的酰氧基、含 有羰基的碳的全部碳原子数2~10的烷氧羰基、含有羰基的碳的全部碳 原子数7~10的芳羰基、含有羰基的碳的全部碳原子数3~10的烷氧羰 基烷基、硝基、氰基。
(4)在上述(3)中记载的制造方法,其中,上述(1)中记载的以 通式(1)表示的化合物是在通式(1)中的R全部是碳原子数1~2的烷 基(甲基、乙基)或者结合在同一氮原子上的2个R全部是相互通过碳 原子数4~5的亚烷基形成环的基(四亚甲基、五亚甲基)的化合物。
(5)在上述(3)中记载的制造方法,其中,上述(1)中记载的以 通式(1)表示的化合物是导入通式(1)中的Z-的化合物为卤化氢的化 合物。
(6)在上述(3)中记载的制造方法,其中,上述(1)中记载的以 通式(2)表示的化合物是通式(2)中的Q是以从卤化氢、氢氰酸、叠 氮酸、硫氰酸、丙二酸酯类、乙酰乙酸酯类、氰乙酸酯类、、含有羰 基的碳的全部碳原子数1~20的羧酸类、碳原子数1~20的醇类、碳原 子数6~20的具有1~3个羟基的芳香族化合物类、全部碳原子数2~20 的脂族仲胺类、全部碳原子数6~20的芳香族仲胺类、碳原子数1~10 的一元硫醇类、碳原子数1~10的芳香族巯基化合物类中除去质子的形 式表示的基的化合物。
(7)在上述(3)中记载的制造方法,其中,上述(1)中记载的以 通式(1)表示的化合物是通式(1)中的R全部是甲基、乙基、或者结 合在同一氮原子上的2个R全部是四亚甲基、Z-是氯阴离子和溴阴离子 的化合物,上述(1)中记载的以通式(2)表示的化合物是通式(2)中 的Q以选自化合物组β中的活性氢化合物除去质子的形式表示的基的化 合物,上述(2)中记载的以通式(3)表示的化合物是通式(3)中的B 是碳原子数1~10的直链状的烷基、上述(3)中记载的以通式(5)表 示的基的b是4~7的基、上述(3)中记载的以通式(6)表示的基的Y 是氧原子而且c+d是3或4的基、上述(3)中记载的以通式(8)表示 的基的Y是氧原子而且是h=2、i=0和j=0的基、上述(3)中记载的 以通式(9)表示的基的k是0的基或者上述(3)记载的取代基组α是选 自取代基组γ的基的基取代了的碳原子数1~10的直链状烷基的化合物。
[化合物组β]
氟化氢、碘化氢、氢氰酸、硫氰酸、丙二酸二乙酯、水、乙酸、甲醇、 苯酚、二乙胺、亚硝酸、正丁硫醇。
[取代基组γ]
四氢呋喃基、2-氧代四氢呋喃基、乙炔基、苯基、乙酰基、三甲基乙 酰基、苯甲酰基、丁酰氧基、甲氧羰基、乙氧羰基、甲氧羰基甲基、硝 基、氰基。
(8)在上述(1)~(7)的任一项中记载的制造方法,其特征在于, 使以通式(10)表示的化合物共存。

(式中,R可以全部相同或者也可以彼此不同,可以各自独立地表示碳 原子数1~10的烃基,或者也可以在同一氮原子上的2个R相互结合和 氮原子共同形成环。)
(9)在上述(3)~(8)的任一项中记载的制造方法,其中,对于 上述(8)中记载的以通式(10)表示的化合物,上述通式(10)中的R 全部是碳原子数1~2的烷基、或者结合在同一氮原子上的2个R全部是 通过碳原子数4~5的亚烷基形成的环的基。
按照本发明,通过使用以通式(1)表示的化合物,以卤素化合物作 为起始原料,与以往的方法相比,能够提供工业上有利地制造用各种取 代基取代了该卤素原子的有机化合物。

具体实施方式

本发明中使用的以通式(1)表示的化合物以磷腈鎓阳离子的正电荷 连接于中心的磷原子上的极限结构式(即,通式(1))作为代表表示, 但除此以外,绘出数个极限结构式,实际上其正电荷全体并非连接。
在导入Z-的化合物中,如果具体地例示无机酸,可举出氟化氢、氯 化氢、溴化氢、碘化氢或者溴仿等卤化氢、硫酸、过氯酸、六氟磷酸、 四氟酸、氢氰酸、硫氰酸或者叠氮酸等。
在导入Z-的化合物中,作为活性氢化合物,只要是能够提供除去质 子的阴离子,就没有限制,例如可举出在碳原子上结合活性氢原子的化 合物、在氧原子上结合活性氢原子的化合物、在氮原子上结合活性氢原 子的化合物、在硫原子上结合活性氢原子的化合物。
作为在碳原子上结合活性氢原子的化合物可举出,在具有至少一个 氢原子的碳原子上例如结合氰基、硝基、苯基、酰基、烷氧羰基、链烯 基、炔基的化合物,或者活性氢原子直接结合在链烯基或者炔基上的化 合物。
作为在碳原子上结合活性氢原子的化合物的具体例子,例如可举出 具有乙腈、正戊腈、正丁腈、己二腈、丙二腈、苯基乙腈、琥珀酸腈、 3-甲氧基丙腈、4-甲苄基氰化物、2-硝苯基乙腈、4-甲氧苯基乙腈、戊二 腈、3-苯基丙腈、环戊烯基乙腈、异亚丙基丙腈、苯甲酰乙腈、三甲基乙 酰乙腈等的氰基的化合物;具有乙酸甲酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、 乙酸2-甲氧基乙酯、乙酸叔丁酯、乙酸苯酯、正丁酸乙酯、丙酸乙酯、 乙酸苄酯、乙酸正戊酯、乙酸酐、异戊酸乙酯、乙酰丙酸甲酯、乙酸2- 甲基环己酯等的烷氧羰基的化合物;具有硝基乙烷、1-硝基丙烷、1-硝基 丁烷、4-硝基丁酸甲基、硝基乙酸甲酯、硝基环戊烷、二硝基甲烷、1, 1-二硝基乙烷等的硝基的化合物;具有2-丁、2-己酮、2-庚酮、4,4- 二甲基-2-戊酮、甲氧基丙酮、环己基甲基酮、苯乙酮、苄基丙酮、乙酰 丙酮、1-苯甲酰丙酮、1,3-环戊烷二酮、1,3-环己烷二酮、二苯甲酰甲 烷、蒽酮、1,3-茚二酮、3,5-庚烷二酮等的酰基的化合物;具有2,4- 二甲基-2-戊烯、2-甲基-1-苯基丙烯、1-甲基-1-环戊烯、6,6-二甲基富烯、 1,2,3,4,5-五甲基环戊二烯、1,3,5,5-四甲基-1,3-二环己基二烯 等的链烯基的化合物;具有1-丁炔、2-丁炔、1-苯基-1-丙炔、2-戊炔、甲 基丙炔醚、4-甲基-2-戊炔、己-2,4-二炔、乙酸2-丁炔酯、乙炔等的炔基 的化合物;具有二苯基甲烷、三苯基甲烷、呫吨、9,10-二氢蒽、芴、2, 7-二硝基芴、4,4′-二氟二苯基甲烷、4-苄基联苯、4-硝基二苯甲烷、4, 4′-二硝基二苯甲烷等的苯基的化合物;丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、 丙二酸二正丁酯、丙二酸二叔丁酯、丙二酸苄基甲酯等的丙二酸酯类; 乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸正丁酯、乙酰乙酸仲丁酯等的 乙酰乙酸酯类;氰乙酸甲酯、氰乙酸乙酯、氰乙酸正丁酯、氰乙酸异丁 酯、氰乙酸叔丁酯、氰乙酸2-乙基环己酯或者氰乙酸苄酯等的氰乙酸酯 类。
作为在氧原子上结合活性氢原子的化合物,例如可举出水、含有羰 基的碳原子的全部碳原子数1~20的羧酸类、含有羰基的碳原子的全部 碳原子数2~20的甲酸类、碳原子数1~20的磺酸类、碳原子数1~ 20的醇类、糖类及其衍生物、具有碳原子数6~20的羟基的芳香族化合 物类、及聚环氧烷类等。
作为含有羰基的碳的全部碳原子数1~20的羧酸类,例如可举出甲 酸、乙酸、丁酸、异丁酸、月桂酸、硬脂酸、油酸、苯基乙酸、二氢化 肉桂酸、环己烷羧酸、苯甲酸、2-羧基等的一元羧酸类;草酸、丙二酸、 琥珀酸、来酸、富马酸、己二酸、丁烷四甲酸、异苯二甲酸、对苯二 甲酸、偏苯三酸、均苯四酸等多元羧酸类。
作为含有羰基的碳的全部碳原子数2~20的氨基甲酸类,例如可举 出N,N-二乙基氨基甲酸、N-羧基吡咯烷酮、N-羧基苯胺、N,N′-二羧 基-2,4-甲苯二胺等。
作为碳原子数1~20的磺酸类,例如可举出甲磺酸、乙磺酸、对甲 苯磺酸、4-乙基苯磺酸、苦基磺酸、4-硝基苯磺酸、3-(N-吗啉代)丙磺 酸、2-吗啉代乙磺酸、2-萘磺酸、4,4′-联苯二磺酸、4-硝基甲苯-2-磺酸 或者3-吡啶磺酸等。
作为碳原子数1~20的醇类,例如可举出甲醇、乙醇、正丁醇、仲 丁醇、叔丁醇、正辛醇、月桂醇、环戊醇、环己醇、烯丙醇、苄醇、1- 苯乙醇、三苯基甲醇、肉桂醇等一元醇类;乙二醇、丙二醇、二甘醇、 二丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-戊二醇、三 羟甲基丙烷、甘油、双甘油、季戊四醇、二季戊四醇等多元醇类。
作为糖类或其衍生物,例如可举出葡萄糖、三梨糖醇、右旋糖、果 糖或者蔗糖等。
作为具有碳原子数6~20的羟基的芳香族化合物类,例如可举出苯 酚、邻苯二酚、间苯甲酚、氢醌、1-萘酚、2-萘酚、1,2-二羟基萘、2, 6-二羟基萘、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、2,4,6-四甲基苯酚、4-硝基苯 酚、4-甲氧基苯酚、1,2,10-蒽三酚、9-菲酚、1-羟基芘或者双酚A等。
作为聚环氧烷类,例如可举出聚环氧乙烷、聚环氧丙烷或者它们的 共聚物等。
作为在氮原子上结合的活性氢原子的化合物,可举出碳原子数1~20 的脂肪族伯胺类,碳原子数6~20的芳香族伯胺类,全部碳原子数2~20 的脂肪族仲胺类、全部碳原子数6~20的芳香族仲胺类、全部碳原子数2~ 20的具有伯氨基或仲氨基的多元胺类,全部碳原子数4~20的饱和或不 饱和的环状仲胺类、全部碳原子数4~20的含有仲氨基的环状多元胺类, 由伯胺或者仲胺得到的含有羰基的碳的全部碳原子数2~20的酰胺类, 5~7员环的环状酰胺类,含有羰基的碳的全部碳原子数4~10的二羧酸 的二酰亚胺类等。
作为碳原子数1~20的脂肪族伯胺类,例如可举出甲胺、乙胺、正 丁胺、异丁胺、仲丁胺、叔丁胺或者环己胺等。
作为碳原子数6~20的芳香族伯胺类,例如可举出苄胺、β-苯乙胺、 苯胺、邻甲苯胺、间甲苯胺或者对甲苯胺等。
作为全部碳原子数2~20的脂肪族仲胺类,例如可举出二甲胺、甲 乙胺、二乙胺、乙基-正丁胺、甲基-叔丁胺、二戊胺或者二环己胺等。
作为全部碳原子数6~20的芳香族仲胺类,例如可举出N-甲基苯胺 或者二苯胺等。
作为全部碳原子数2~20的具有伯氨基或仲氨基的多元胺类,例如 可举出1,2-乙二胺、二(2-氨乙基)胺、六亚甲基二胺、4,4′-二氨基 二苯甲烷、三(2-氨乙基)胺、N,N′-二甲基亚乙基二胺、N,N′-二乙基 亚乙基二胺或者二(2-甲氨基乙基)胺等。
作为全部碳原子数4~20的饱和或不饱和的环状仲胺类,例如可举 出吡咯烷、哌啶、吗啉、1,2,3,4-四氢喹啉、3-吡咯啉、吡咯、吲哚、 咔唑、咪唑、吡唑、嘌呤。
作为全部碳原子数4~20的含有仲氨基的环状多元胺类,例如可举 出哌嗪、吡啶或者1,4,7-三氮杂环壬烷等。
作为由伯胺或仲胺得到的含有羰基的碳的全部碳原子数2~20的酰 胺类,例如可举出乙酰胺、丙酰胺、N-甲基丙酰胺、N-甲基苯甲酰胺或 者N-乙基硬脂酰胺等。
作为5~7员环的环状酰胺类,例如可举出2-吡咯烷酮或者ε-己内 酰胺等。
作为含有羰基的碳的全部碳原子数4~10的二羧酸的酰亚胺类,例 如可举出琥珀酰亚胺、马来酰亚胺或者邻苯二甲酰亚胺等。
作为在硫原子上结合活性氢原子的化合物,可举出碳原子数1~10 的一元硫醇类、碳原子数1~10的多元硫醇类、碳原子数1~10的芳香 族巯基化合物类等。
作为碳原子数1~10的一元硫醇类,例如可举出甲硫醇、乙硫醇、 正丁硫醇、叔丁硫醇、己硫醇、癸硫醇、环戊硫醇或者环己硫醇等。
作为碳原子数1~10的多元硫醇类,例如可举出1,2-乙二硫醇、1, 3-丙二硫醇、2,3-丁二硫醇、1,6-己二硫醇、1,2,3-丙三硫醇或者2, 3-二(巯甲基)-1,4-丁二硫醇等。
作为碳原子数1~10的芳香族巯基化合物类,例如可举出苯硫酚、 邻甲苯硫酚、萘硫酚或者1,2-苯二硫酚等。
在导入Z-的化合物中,优先选择氟化氢、氯化氢、溴化氢、碘化氢 或者溴仿等卤化氢、四氟硼酸盐或者六氟磷酸盐,更优先选择氯化氢、 溴化氢、碘化氢。
通式(1)中的R可以各自相同,也可以不同,各自独立地表示碳原 子数1~10的烃基,或者同一氮原子上的2个R相互结合与氮原子共同 形成环也可以。
作为碳原子数1~10的烃基,例如可举出甲基、乙基、正丁基、仲 丁基、叔丁基、2-丁烯基、1-戊基、2-甲基-1-丁基、叔戊基、3-甲基-2- 丁基、新戊基、正己基、4-甲基-2-戊基、环戊基、环己基、1-辛基、2- 辛基、2-乙基-1-己基、1,1-二甲基-3,3-二甲丁基(通称叔辛基)、苯基、 4-甲苯酰基、苄基、1-苯乙基或2-苯乙基等脂肪族或者芳香族的烃基。其 中,优先选择甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、叔戊基或者1,1- 二甲基-3,3-二甲丁基,更优先选择甲基。
在通式(1)中,在同一氮原子上的2个R相互结合而形成环结构时, 优先选择主链为碳原子数4~6的2价直链状烃基和该烃基结合的氮原子 一起形成该环(环成为包含氮原子的5员~7员环),该烃基优先选择四 亚甲基、五亚甲基或六亚甲基或者在这些基的主链上甲基或者乙基等烷 基取代形成的基。其中,更优先选择四亚甲基或者六亚甲基。
在通式(1)中的氮原子上结合2个R的基,可以其一部分或者全部 的基通过结合在同一氮原子上的2个R相互结合形成环。在同一氮原子 上结合2个R的基的一部分形成环时,在不形成环的其他的同一氮原子 上结合2个R的基上结合的2个R,可举出在上述的R单独地表示烃基 时例示的基,优先选择的基也是相同的。
属于以通式(1)表示的化合物,可以单独或者组合大于或等于2种 使用。
以通式(1)表示的化合物,可以用特开平10-77289号公报中记载的 方法或者类似的方法进行合成。
在本发明的制造方法中使用的以通式(1)表示的化合物,可以使用 预先用上述的方法合成的化合物,或者可以使用在反应系内由对应的原 料衍生的化合物。
在通式(2)中的M表示碱金属原子、碱土类金属原子或者稀土类金 属原子。
作为碱金属原子,例如可举出锂、钠、、铯或者铷等。
作为碱土类金属原子,例如可举出镁、、锶或者钡等。
作为稀土类金属原子,例如可举出铈、镨、钕或者钐等。
其中,优先选择锂、钠、钾、铯或者铷,更优先选择钠或者钾。
在通式(2)中的Q表示以从无机酸或者活性氢化合物中除去质子的 形式表示的基,但Q不是和在后述的有机化合物中的被Q取代的卤素原 子相同的卤素原子。
导入通式(2)中的Q的无机酸或者活性氢化合物,可以具有数个活 性氢原子,也可以该数个活性氢原子结合在无机酸或者活性氢化合物中 的相同或者不同的原子上。
作为导入Q的无机酸或者活性氢化合物,例如可举出作为导入上述 通式(1)中的Z-的化合物已记载的物质,因此省略详细说明,但作为导 入Q的活性氢化合物,如要具体地例示出优选的化合物,例如可举出氟 化氢、氯化氢、溴化氢或者碘化氢等卤化氢;氢氰酸、叠氮酸、硫氰酸、 水、硫酸、亚硝酸、例如具有苯乙腈、丙二腈、苯甲酰乙腈、三甲基乙 酰腈等的氰基的化合物;具有二硝基甲烷、硝基乙酸甲酯、硝基乙酸乙 酯等的硝基的化合物;具有乙酰丙酮、1-苯甲酰丙酮、1,3-环戊二酮、1, 3-环己二酮等的酰基的化合物;具有乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸苯酯等的 烷氧羰基的化合物;具有环戊二烯、2-甲基-1-苯基丙烯等的链烯基的化 合物;具有二苯甲烷、三苯甲烷、芴等的苯基的化合物;丙二酸二甲酯、 丙二酸二乙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、氰乙酸甲酯、氰乙酸乙 酯、例如含有甲酸、乙酸、月桂酸、硬脂酸、苯基乙酸、二氢化肉桂酸、 环己烷甲酸、苯甲酸和2-羧基萘等的羰基的碳的全部碳原子数1~20的 羧酸类;例如甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、三氟甲磺酸、4-硝基苯磺酸、 3-(N-吗啉代)丙磺酸、2-萘磺酸和3-吡啶磺酸等的碳原子数1~20的磺 酸类;例如甲醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、环戊醇、烯丙醇、巴豆醇、 苄醇、三苯基甲醇和肉桂醇等的碳原子数1~20的醇类;例如苯酚、氢 醌、2-萘酚、2,6-二羟基萘、4-硝基苯酚和双酚A等的碳原子数6~20 的具有羟基的芳香族化合物类;二甲胺、甲基乙胺、乙基-正丁胺、甲基 仲丁胺、二戊胺和二环己胺等的全部碳原子数2~20的芳香族仲胺类; N-甲基苯胺和二苯胺等的全部碳原子数6~20的芳香族仲胺类;甲硫醇、 正丁硫醇、叔丁硫醇、癸硫醇、环戊硫醇和环己硫醇等的碳原子数1~10 的一元硫醇类;例如苯硫酚、邻甲苯硫酚、萘硫酚和1,2-苯二硫酚等的 芳香族巯基化合物类。
其中,氟化氢、碘化氢、氢氰酸、叠氮酸、硫氰酸、水、亚硝酸、 丙二酸、苯甲酰乙腈、三甲基乙酰乙腈、乙酰丙酮、1-苯甲酰丙酮、二硝 基甲烷、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、 氰乙酸甲酯、氰乙酸乙酯、环戊二烯、二苯甲烷、三苯甲烷、芴、例如 甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、月桂酸、硬脂酸、马来酸、苯基乙 酸、二氢化肉桂酸、环己烷甲酸、苯甲酸、对甲基苯甲酸、2-羧基萘等的 碳原子数1~20的羧酸类;甲醇、乙醇等的碳原子数1~20的醇类;苯 酚、2-萘酚、2,6-二羟基萘、双酚A等的碳原子数6~20的具有羟基的 芳香族化合物类;二甲胺、甲基乙胺、乙基-正丁胺、甲基-仲丁胺、二戊 胺和二环己胺等的全部碳原子数2~20的脂肪族仲胺类;N-甲基苯胺和 二苯胺等的全部碳原子数6~20的芳香族仲胺类;甲硫醇、正丁硫醇、 叔丁硫醇、己硫醇、癸硫醇、环戊硫醇、环己硫醇等的一元硫醇类;苯 硫醇、邻甲苯硫醇、萘硫醇或者1,2-苯二硫醇等芳香族巯基化合物是更 佳的化合物。特别是选自化合物组β的化合物为最佳的。
通式(2)中的a是1~3的整数,优选a是1。
在本发明的制造方法中使用的以通式(2)表示的化合物,可以使用 预先合成的化合物,或者由对应的原料在反应系内衍生的化合物。
所谓在本发明中使用的、具有在通过4个σ键和原子结合的碳原子上 结合的卤素原子作为卤素原子的化合物定义为:在分子中的任意位置上 具有通过σ键和至少其1个是卤素原子的4个原子结合的碳原子,而且是 具有结合在该碳原子上的卤素原子作为卤素原子的有机化合物,在以通 式(1)表示的化合物的存在下,通过使该有机化合物与以通式(2)表 示的化合物反应,提供该有机化合物中的卤素原子的一部分或者全部被Q 取代的有机化合物的有机化合物。以下,将具有在通过4个σ键和原子结 合的碳原子上结合的卤素原子作为卤素原子的有机化合物仅简称为“卤 素化合物”。
另外,在以通式(1)表示的化合物的存在下,通过卤素化合物和以 通式(2)表示的化合物的反应,如果得到该卤素化合物中的卤素原子的 一部分或者全部被Q取代的化合物的话,在该卤素化合物中的卤素原子 结合的碳原子上,除卤素原子以外,也可以结合与卤素原子不同的取代 基。
在卤素化合物中存在数个卤素原子的情况下,在以通式(1)表示的 化合物的存在下,通过和以通式(2)表示的化合物的反应,就能够得到 数个卤素原子的一部分或者全部被Q取代的有机化合物。
作为满足上述的定义的卤素化合物,例如可举出以卤素原子取代结合 在脂肪族饱和烃、脂环式烃、氢化的缩合多环式烃、交联环式脂肪族烃 及含有氧原子、氮原子或者氮原子的脂肪族杂环中的碳原子上的任意数 的氢原子形成的化合物。
如果例示具体的卤素化合物,例如可举出1,2-二氯乙烷、1-溴-2-氯 丙烷、1,2-二氯-2-甲基丙烷、1,2-二氯-3-丁烯、2,3-二氯丙酸甲酯、2, 3-二氯丙腈、1,2-二氯环己烷、2,3-二氯降片烷、2,3-二氯-1,4-二 噁烷、(1,2-二氯乙基苯)、1,2-二氯二氢化茚等具有2个卤素原子的 化合物;1,2,3,4-四氯丁烷、1,2,3,4-四氯-1,2,3,4-四氢化萘 等具有4个卤素原子的化合物;1,2,3,4,5-五溴-6-氯环己烷等具有6 个卤素原子的化合物等具有2~6个卤素原子的有机化合物,但作为卤素 化合物,可举出具有1个卤素原子的有机化合物为最佳的化合物。
具有1个卤素原子的有机化合物,具体地可以以通式(3)表示。
作为通式(3)中的X,可举出氟、氯、溴和碘,其中,优先选择氯、 溴、碘。
通式(3)中的B表示有机基。该有机基是指从满足上述的卤素化合 物的定义、具有1个卤素原子的有机化合物除去卤素原子的基,作为通 式(3)中的B,例如可举出可以具有取代基的直链状或者支链状的烷基、 环烷基、氢化的缩合多环式烃基、交联式烃基、脂肪族杂环基和环内具 有羰基的脂肪族杂环基。
作为可以具有取代基的这些基中的取代基,例如可举出碳原子数2~ 12的链烯基、碳原子数2~12的炔基、碳原子数6~20的芳基、碳原子 数1~12的烷氧基、碳原子数6~20的芳氧基、含有甲酰基、羰基的碳 的全部碳原子数2~12的酰基、含有羰基的碳的全部碳原子数7~20的 芳羰基、氨基、碳原子数1~20的烷氨基和二烷氨基、氰基、氰酸酯基、 异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、含有羰基的碳的全部碳原子 数2~12的乙酰氨基、碳原子数6~30的芳氨基和二芳氨基、硝基、碳 原子数1~12的烷硫基、碳原子数6~20的芳硫基、含有羰基的碳的全 部碳原子数2~12的乙酰氧基、含有羰基的碳的全部碳原子数7~20的 芳羰氧基、含有羰基的碳的全部碳原子数2~12的烷氧羰基、含有羰基 的碳的全部碳原子数7~20的芳氧羰基、含有羰基的碳的全部碳原子数 2~12的烷氧羰氧基、含有羰基的碳的全部碳原子数7~20的芳氧羰氧基、 硫甲酰基、含有硫羰基的碳的全部碳原子数2~12的烷硫羰基、含有硫 羰基的碳的全部碳原子数7~20的芳硫羰基、含有硫羰基的碳的全部碳 原子数2~12的烷硫羧基、含有硫羰基的碳的全部碳原子数7~20的芳 硫羧基、含有硫羰基的碳的全部碳原子数2~12的烷二硫羧基、含有硫 羰基的碳的全部碳原子数7~20的芳二硫羧基、酰胺基、硫酰胺基、含 有羰基的碳的全部碳原子数2~12的烷酰胺基和二烷酰胺基、含有羰基 的碳的全部碳原子数7~20的芳酰胺基和二芳酰胺基、含有硫羰基的碳 的全部碳原子数2~12的烷硫酰胺基和二烷硫酰胺基、含有硫羰基的碳 的全部碳原子数7~20的芳硫酰胺基和二芳硫酰胺基、碳原子数1~12 的烷磺酰基、碳原子数6~20的芳磺酰基、碳原子数1~12的烷氧磺酰 基和碳原子数6~20的芳氧磺酰基、碳原子数2~12的脂肪族杂环基、 碳原子数5~20的芳香族杂环基。
作为可以具有取代基的直链状或者支链状的烷基,例如可举出可以具 有取代基的碳原子数1~20的直链状或者支链状的烷基、可以具有取代 基的碳原子数1~12的直链状或者支链状的烷基、可以具有取代基的碳 原子数1~10的直链状或者支链状的烷基。
可以具有这些取代基的直链状或者支链状的烷基之中,优先选择碳原 子数1~12的直链状或者直链状的烷基、具有选自取代基组α的基的碳原 子数1~12的直链状或者支链状的烷基,特别优先选择碳原子数1~10 的直链状烷基、具有选自取代基组γ的基的碳原子数1~10的直链状烷基。
作为可以具有取代基的环烷基,例如可举出具有取代基的碳原子数 3~10的环烷基、以通式(5)表示的基。
通式(5)中的b表示2~9的整数。
可以具有取代基的环烷基之中,优先选择以通式(5)表示的基,特 别优先选择通式(5)中的b是4~7的基。
作为可以具有取代基的芳香族杂环基,例如可举出可以具有取代基的 碳原子数4~7的脂肪族杂环基、以通式(6)表示的基和以通式(7)表 示的基。
通式(6)中的Y表示氧原子、硫原子或者NR′,c和d表示满足c+ d=3~6的整数。再者,NR′中的R′表示氢原子或者甲基。
通式(7)中的Y表示氧原子、硫原子或者NR′,e、f和g表示满足 e+f+g=2~5的整数。再者,NR′中的R′表示氢原子或者甲基。
可以具有取代基的脂肪族杂环基之中,优先选择以通式(6)表示的 基和以通式(7)表示的基,特别优先选择通式(6)中的Y是氧原子、 而且c+d是3或者4的基。
作为可以具有取代基的在环内具有羰基的脂肪族杂环基,例如可举出 碳原子数4~7的脂肪族杂环基和以通式(8)表示的基。
通式(8)中的Y表示氧原子、硫原子或者NR′,h、i和j表示满足 h+i+j=2~5的整数。再者,NR′中的R′表示氢原子或者甲基。
可以具有取代基的在环内具有羰基的脂肪族杂环基之中,优先选择以 通式(8)表示的基,特别优先选择通式(8)中的Y是氧原子、而且h 是2、i是0、j是0的基。
作为可以具有取代基的、氢化的缩合多环式烃基,例如可举出可以具 有取代基的碳原子数6~13的氢化的缩合多环式烃基、以通式(9)表示 的基。
通式(9)中的k表示0~2的整数。
可以具有取代基的、氢化的缩合多环式烃基之中,优先选择以通式(9) 表示的基,特别优先选择通式(9)中的k是0的基。
在此,如果表示以通式(3)表示的化合物的具体的化合物,例如可 以例示出以下所示的化合物。
作为通式(3)中的B是可以具有取代基的直链状或者支链状的烷基 的化合物,例如可举出2-氯丙烷、2-氯丁烷、2-氯戊烷、3-氯戊烷、2-氯 己烷、3-氯己烷、2-氯庚烷、4-氯庚烷、2-氯辛烷、(氯甲基)环戊烷、(溴 甲基)环己烷、2-氯甲基-1,3-二甲基环己烷、4-氯辛烷、3-氯-1-丙烯、 1-氯-3-甲基-2-丁烯、3-氯-5-甲氧基-1-戊烯、1-氯-2-戊炔、3-氯-3-甲基-1- 丁炔、3-氯-1-丁炔、1-(氯乙基)苯、十二烷基苄基氯、二苯甲基基氯、 1-氯-3,3-二乙氧基丙烷、2-氯丙基二甲基乙缩醛、2-氯乙基甲基醚、 1-氯-4-(氯甲氧基)苯、二氯二苯乙基甲烷、3-氯-2-丁酮、3-氯-3-甲基-2- 丁酮、乙酸氯甲酯、丁酸氯甲酯、3-氯乙酰丙酮、2-氯丙酸甲酯、3-氯丁 酸甲酯、2-氯丁酸乙酯、2-氯苯乙酮、4-甲基苯甲酰甲基氯、3-氯丁酸甲 酯、1-氯-1-硝基丙烷、2-氯-2-硝基丙烷、2-氯丙腈、9-(氯甲基)芴、2- (N,N-双(氯甲基)氨基)蒽、2-(N,N-双(氯甲基)氨基)-7-氯芴、3- 氯丙基十二烷基硫、氯甲基环己基硫、2-氯-N-(4H-(1,2,4)三唑-3-基) 乙酰胺、2-氯-N-甲基乙酰胺、3-(氯甲基)四氢呋喃、2-(溴甲基)四 氢吡喃、2-氯甲基-1,3-二甲基环己烷、2-氯甲基-1,3-二噁茂烷、2-(氯 甲基)-1,3-二噁烷、5-(溴甲基)-2-吡咯啉酮(pyrrolidinone)、1-苄 基-5-氯甲基-2-吡咯烷啉。
作为通式(3)中的B是可以具有取代基的环烷基的化合物,例如可 举出氯环戊烷、碘环己烷、氯环庚烷、氯环辛烷、1-氯-1-乙基环己烷。
作为通式(3)中的B是可以具有取代基的脂肪族杂环基的化合物, 例如可举出2-氯四氢呋喃、3-氯四氢呋喃、4-氯四氢吡喃、4-氯-N-甲基 哌啶、4-氯四氢噻喃、3-氯四氢噻吩-1,1-二氧化物、5-氯-1,3-二噁烷、 3-溴四氢-2-甲基-2H-吡喃、3,4,5-三乙酰氧基-2-氯-6-甲基四氢吡喃、(2- (1-溴十一烷基)-(1,3)二氧杂戊环-4-基)-甲醇、2,2-二甲基-4-溴 -1,3-二噁烷。
作为通式(3)中的B是可以具有取代基的、在环内具有羰基的脂肪 族杂环基的化合物,例如可举出α-溴-γ-丁内酯、3-溴-1-苯基-2-吡咯啉酮、 3-氯-2-哌啶酮、α-溴-α-甲基-γ-丁内酯。
作为通式(3)中的B是可以具有取代基的、氢化的缩合多环式烃基 的化合物,例如可举出9-氯芴、9-溴-2-硝基芴。
作为通式(3)中的B是可以具有取代基的交联环式烃基的化合物, 例如可举出7-氯降冰片烷、2-溴-1,7,7-三甲基降冰片烷、1-溴金刚烷、 2-氯二环[2.2.2]辛烷。
在以通式(1)表示的化合物的存在下,通过以通式(3)表示的化合 物和以通式(2)表示的化合物发生反应,得到通式(3)中的卤素原子X 被通式(2)中的Q取代的以通式(4)表示的化合物。
在反应中根据需要可以使用溶剂。作为溶剂,只要不阻碍以通式(2) 表示的化合物和卤素化合物的反应,就没有特别的限制,例如可举出N, N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、环丁砜、六甲基磷酸 三酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等非质子性极性溶剂;正戊烷、正己烷、 正辛烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、四氢化萘、萘、氯苯、氯甲苯、 邻二氯苯、1-氯萘等脂肪族或者芳香族的烃类;二乙基醚、四氢呋喃、1, 4-二噁烷、乙二醇二甲醚、三甘醇二甲醚、聚乙二醇、聚丙二醇、二甘 醇二甲醚、茴香醚、苯乙醚、二苯醚等醚类;丙酮、甲基乙基酮、二异 丙酮、二苯甲酮等酮类;三丁胺、N,N-二甲基苯胺、吡啶、喹啉等叔胺 类;硝基甲烷、硝基乙烷、硝基苯、邻硝基甲苯等硝基化合物;乙腈、 丙基、1,2-二氨基乙烷、苄腈等腈类;甲醇、乙醇、正丙醇、2-丙醇、 正丁醇、叔丁醇等醇类;氯仿、四氯化碳、二氯甲烷和水等。
这些溶剂可以单独使用,也可以混合大于或等于2种使用。另外,这 些溶剂可以原样地使用市售品,或者也可以进行蒸馏等精制操作后使用。
在反应中使用的情况下,溶剂的使用量没有特别的限制,可以根据反 应中使用的原料种类和数量、反应温度、反应压等反应条件,适宜地 决定其使用量,通常,相对1g卤素化合物,使用1~50g的量。
在反应中使用的以通式(1)表示的化合物的使用量、以通式(2)表 示的化合物的使用量和卤素化合物的使用量,可以根据以通式(1)表示 的化合物的种类、以通式(2)表示的化合物的种类、卤素化合物的种类、 使用溶剂的情况下所使用的溶剂的种类和量、反应温度、反应压力等反 应条件适宜地决定,通常,上述卤素化合物中的卤素原子、以通式(2) 表示的化合物和以通式(1)表示的化合物的摩尔比以1.0对0.5对0.001~ 1.0对4.0对0.999的范围地使用。
反应最好在惰性气体,例如氮气、氩气或者二氧化碳等气氛下进行, 但也可以在空气气氛下进行。
反应温度通常是0~250℃,优选是0~230℃,更优选是30~200℃ 的范围。
反应时间通常是48小时以内,优选是0.01~30小时,更优选是0.02~ 15小时的范围。
反应压力通常是0.01~8大气压,优选是0.1~5大气压,更优选是 1.0~3大气压的范围。
已经知道,在以通式(1)表示的化合物的存在下,在使卤素化合物 和以通式(2)表示的化合物发生反应时,如果使以通式(10)表示的化 合物共存并提高反应速度,可以更加效率高地进行反应。

(式中,R可以全部相同,也可以彼此不同,各自独立地表示碳原 子数1~10的烃基,或者在同一氮原子上的2个R相互结合和氮原子一 起形成环也可以。)
通式(10)中,R可举出作为上述的通式(1)中的R例示的基,优 选的基也是相同的。
以通式(10)表示的化合物,可以用G.N.Koidan等人在ジャ一ナル オブジェネラルケミストリ一オブザュ一ニスニスァ一ル,55卷、 1453页(1985年)中记载的方法或者类似的方法进行合成。
以通式(10)表示的化合物的使用量,可以根据以通式(1)表示的 化合物的种类和量、以通式(2)表示的化合物的种类和量、上述卤素化 合物的种类和量、使用溶剂的情况下所使用的溶剂的种类和量、反应温 度、反应压力等反应条件适宜地决定,通常,相对1摩尔上述卤素化合 物中的想要取代的卤素原子(X),以小于或等于1摩尔,优选以0.001~ 0.1摩尔,更优选以0.01~0.05摩尔范围地使用。
用上述反应得到的本发明的目的化合物,在反应结束后,可以利用萃 取、蒸馏、再结晶或者柱色谱法等公知的方法从反应混合物中回收。
以通式(1)表示的化合物,例如在回收目的化合物后,可以使用公 知的分离方法从反应混合物中回收,在反应中再利用。
实施例
以下,根据实施例说明本发明的细节,但本发明不仅仅限于这些实施 例。另外,在以下的实施例和对比例中表示的收率表示相对所使用的卤 素化合物的收率,只要不特别说明,是使用气体色谱法(以下,简称“GC”) 进行定量的值。GC装置使用株式会社岛津制作所制GC-9A,柱使用财 团法人化学物质评价研究所结构制G-250。
实施例1
在氮气气氛下,向安装有温度计和冷却管的50ml烧瓶中装入0.96g (9.00mmol)3-氯四氢呋喃、0.66g(13.5mmol)氰化钠、0.70g(0.90mmol)在 100℃一边使干燥氮气流通一边充分干燥的是磷腈鎓化合物的4[三(二甲氨 基)亚正膦基(phosporanylidene)氨基]磷鎓氯:[(Me2N)3P=N]4P+,Cl-和 9.44g无水N,N-二甲基甲酰胺(以下,简称“DMF”)。一边搅拌该悬浊 液,一边用约20分钟使其温度升温至130℃。随后,在1小时后、4小 时后和6小时后,采取微量的该反应混合物,进行利用GC的定量分析。 其结果是,对应于各自的反应时间的3-氰基四氢呋喃的收率是19%、73 %和85%。另外,以同一条件进行反应,随后将反应混合物冷却至室温, 过滤分开不溶的固体。用4ml的DMF将该固体洗涤2次,组合该洗净液 和母液。用50ml的二乙醚将该溶液萃取3次后,在减压下蒸馏醚相,得 到作为油状物的大致纯品的0.66g 3-氰基四氢呋喃。
对比例1
除了不使用实施例1中的是磷腈鎓化合物的4[三(二甲氨基)亚正膦基 氨基]磷鎓氯以外,完全和实施例1相同地进行反应及定量分析法。1小 时后、4小时后和6小时后的3-氰基四氢呋喃的收率分别是8%、28%和 40%。
对比例2
除了代替实施例1中的是磷腈鎓化合物的4[三(二甲氨基)亚正膦基氨 基]磷鎓氯而使用等摩尔量的四苯基磷鎓氯以外,完全和实施例1相同地 进行反应和定量分析法。1小时后、4小时后和6小时后的3-氰基四氢呋 喃的收率分别是7%、25%和37%。
对比例3
除了代替实施例1中的是磷腈鎓化合物的4[三(二甲氨基)亚正膦基氨 基]磷鎓氯使用等摩尔量的18-冠-6-醚以外,完全和实施例1相同地进行 反应和定量分析法。1小时后、4小时后和6小时后的3-氰基四氢呋喃的 收率分别是10%、34%和45%。
实施例2
除代替实施例1中的3-氯四氢呋喃使用3-(氯甲基)四氢呋喃,代替 氰化钠使用叠氮化钠,将反应温度变成100℃,不跟踪中途反应将反应时 间变成4小时之外,完全和实施例1相同地进行。以收率85%生成3-(叠 氮甲基)四氢呋喃。
实施例3~10
除代替实施例1中的3-氯四氢呋喃和氰化钠使用表1所示的各种卤素 化合物和各种金属化合物,变成表1所示的反应温度和反应时间,不跟 踪中途反应之外,和实施例1相同地进行。结果示于表1中。
实施例11
在氮气气氛下,向安装有温度计的50ml耐压玻璃容器中装入1.25g (12.0mmol)氯环戊烷、1.05g(18.0mmol)氟化钾、0.93g(1.20mmol)在100 ℃一边使干燥氮气流通一边充分干燥的是磷腈鎓化合物的4[三(二甲氨基) 亚正膦基氨基]磷鎓氯:[(Me2N)3P=N]4P+,Cl-和9.44g无水DMF。一边搅 拌该悬浊液,一边用约10分钟使其温度升温至110℃,在110℃进行6 小时反应。随后,采取微量的该反应混合物,进行利用GC的定量分析。 氟环戊烷的收率是68%。
实施例12~14
除代替实施例11中的氯环戊烷和氟化钾使用表2所示的各种卤素化 合物和各种金属化合物,变成表2所示的反应温度和反应时间之外,和 实施例11相同地进行。结果示于表2中。
实施例15
在氮气气氛下,向安装有温度计和冷却管的50ml烧瓶中装入1.53g (10mmol)反式-1,2-二氯环己烷、0.74g(15mmol)氰化钠、0.78g(1.00mmol) 在100℃一边使干燥氮气流通一边充分干燥的是磷腈鎓化合物的4[三(二甲 氨基)亚正膦基氨基]磷鎓氯:[(Me2N)3P=N]4P+,Cl-和12.5g无水1,3- 二甲基-2-咪唑啉酮(以下,简称“DMI”)。一边搅拌该悬浊液,一边用 约25分钟使其温度升温至150℃,在150℃进行5小时反应。随后,采 取微量的该反应混合物,进行利用GC的定量分析。1,2-二氰基环己烷 (顺式体、反式体的混合物)的收率是51%。
实施例16
在氮气气氛下,向安装有温度计和冷却管的50ml烧瓶中装入0.96g (9.00mmol)3-氯四氢呋喃、0.66g(13.5mmol)氰化钠、0.70g(0.90mmol)在 100℃一边使干燥氮气流通一边充分干燥的是磷腈鎓化合物的4[三(二甲氨 基)亚正膦基氨基]磷鎓氯:[(Me2N)3P=N]4P+,Cl-、0.08g(0.14mmol)在80 ℃一边使干燥氮气流通一边充分干燥的三[三(二甲氨基)亚正膦基氨基] 氧化膦:[(Me2N)3P=N]3P=O、9.44g无水DMF。一边搅拌该悬浊液,一 边用约20分钟使其温度升温至130℃。随后,在1小时后、4小时后和6 小时后,采取微量的该反应混合物,进行利用GC的定量分析。其结果 是,对应于各自的反应时间的3-氰基四氢呋喃的收率分别是25%、87%、 96%。另外,以同一反应条件进行反应,随后,使反应混合物冷却至室 温,过滤分离不溶的固体。用4ml的DMF将该固体洗涤2次,组合该洗 净液和母液。用50ml的二乙醚将该溶液萃取3次后,在减压下蒸馏醚相, 得到作为油状物的大致纯品的0.75g 3-氰基四氢呋喃。
实施例17
除代替实施例16中的3-氰基四氢呋喃使用3-(氯甲基)四氢呋喃, 代替氰化钠使用叠氮化钠,将反应温度变成100℃,不跟踪中途反应将反 应时间变成4小时之外,完全和实施例16相同地进行。3-(叠氮甲基) 四氢呋喃的收率是98%。
实施例18~33
除代替实施例16中的3-氯四氢呋喃和氰化钠使用表3所示的各种卤 素化合物和各种金属化合物,变成表3所示的反应温度和反应时间,不 跟踪中途反应之外,和实施例16相同地进行。结果示于表3中。
实施例34
在氮气气氛下,向安装有温度计的50ml耐压玻璃容器中装入1.25g (12.0mmol)氯环戊烷、1.05g(18.0mmol)氟化钾、0.93g(1.20mmol)在100 ℃一边使干燥氮气流通一边充分干燥的是磷腈鎓化合物的4[三(二甲氨基) 亚正膦基氨基]磷鎓氯:[(Me2N)3P=N]4P+,Cl-、0.10g(0.17mmol)在80℃一 边使干燥氮气流通一边充分干燥的三[三(二甲氨基)亚正膦基氨基]氧化 膦:[(Me2N)3P=N]3P=O、9.44g无水DMF。一边搅拌该悬浊液,一边用 约10分钟使其温度升温至110℃,在110℃进行6小时反应。随后,采 取微量的该反应混合物,进行利用GC的定量分析。氟环戊烷的收率是 80%。
实施例35
除代替实施例34中的氯环戊烷使用2-氯环己烷,代替氟化钾使用氰 化钠之外,完全和实施例34相同地进行。2-氰基环己烷的收率是90%。
实施例36
除代替实施例34中的3-氯四氢呋喃使用3-氯-1-丁炔,代替氰化钠使用 乙酸钠,将反应温度变成80℃,不跟踪中途反应将反应时间变成5小时 之外,完全和实施例34相同地进行。乙酸1-甲基-2-丙炔的收率是80%。
实施例37
在氮气气氛下,向安装有冷却管和滴液漏斗的50ml烧瓶中装入0.34g (13.9mmol)氢化钠、15.0g(126mmol)氯环己烷。随后,一边用冰浴冷却烧 瓶一边用30分钟滴下在5ml氯环己烷溶液中溶解2.40g(15.0mmol)丙二酸乙 酯的溶液。滴下后,加入0.77g(0.99mmol)在100℃一边使干燥氮气流通一边充 分干燥的是磷腈鎓化合物的4[三(二甲氨基)亚正膦基氨基]磷鎓氯: [(Me2N)3P=N]4P+,Cl-、在50ml氯环己基溶液中溶解0.09g(0.16mmol)在80 ℃一边使干燥氮气流通一边充分干燥的三[三(二甲氨基)亚正膦基氨基] 氧化膦:[(Me2N)3P=N]3P=O。一边搅拌该悬浊液,一边用约20分钟使其 温度升温至130℃,在130℃进行5小时反应。随后,采取微量的该反应 混合物,进行利用GC的定量分析。2-环己基丙二酸乙酯的收率是80%。
实施例38
在氮气气氛下,向安装温度计和冷却管的50ml烧瓶中装入1.53g(10mmol) 反式-1,2-二氯环己烷、0.74g(15mmol)氰化钠、0.78g(1.00mmol)在100℃一 边使干燥氮气流通一边充分干燥的是磷腈鎓化合物的4[三(二甲氨基)亚正 膦基氨基]磷鎓氯:[(Me2N)3P=N]4P+,Cl-、0.06g(0.10mmol)在80℃一边使 干燥氮气流通一边充分干燥的三[三(二甲氨基)亚正膦基氨基]氧化膦: [(Me2N)3P=N]3P=O和12.5g无水DMI。一边搅拌该悬浊液,一边用约25 分钟使其温度升温至150℃,在150℃进行5小时反应。随后,采取微量 的该反应混合物,进行利用GC的定量分析。1,2-二氰基环己烷(顺式 体、反式体的混合物)的收率是62%。
实施例39
在氮气气氛下,向安装有温度计和冷却管的100ml烧瓶中装入1.92g (18.0mmol)3-氯四氢呋喃、1.32g(13.5mmol)氰化钠、1.00g(55.6mmol)水、 1.40g(1.80mmol)在100℃一边使干燥氮气流通一边充分干燥的是磷腈鎓化合 物的4[三(二甲氨基)亚正膦基氨基]磷鎓氯:[(Me2N)3P=N]4P+,Cl-、 0.16g(0.28mmol)在80℃一边使干燥氮气流通一边充分干燥的三[三(二甲 氨基)亚正膦基氨基]氧化膦:[(Me2N)3P=N]3P=O和18.9gDMF。一边搅 拌该悬浊液,一边用约16分钟使其温度升温至120℃,在120℃进行7 小时反应。随后,采取微量的该反应混合物,进行利用GC的定量分析。 3-氰基四氢呋喃的收率是95%。
实施例40
在氮气气氛下,向安装温度计的50ml耐压玻璃容器中装入1.25g(12.0mmol) 氯环戊烷、0.88g(18.0mmol)氰化钠、0.93g(1.20mmol)在100℃一边使干燥 氮气流通一边充分干燥的是磷腈鎓化合物的4[三(二甲氨基)亚正膦基氨 基]磷鎓氯:[(Me2N)3P=N]4P+,Cl-、0.10g(0.17mmol)在80℃一边使干燥氮 气流通一边充分干燥的三[三(二甲氨基)亚正膦基氨基]氧化膦: [(Me2N)3P=N]3P=O和7.03g无水正辛烷。一边搅拌该悬浊液,一边用约 10分钟使其温度升温至110℃,在110℃进行6小时反应。随后,采取微 量的该反应混合物,进行利用GC的定量分析。氰基戊烷的收率是82%。
实施例41
在氮气气氛下,向安装有温度计和冷却管的50ml烧瓶中装入1.00g (9.00mmol)3-(氯甲基)四氢呋喃、0.66g(13.5mmol)氰化钠、0.70g(0.90mmol) 在100℃一边使干燥氮气流通一边充分干燥的是磷腈鎓化合物的4[三(二甲 氨基)亚正膦基氨基]磷鎓氯:[(Me2N)3P=N]4P+,Cl-、0.08g(0.14mmol)在 80℃一边使干燥氮气流通一边充分干燥的三[三(二甲氨基)亚正膦基氨 基]氧化膦:[(Me2N)3P=N]3P=O和8.65g无水甲苯。一边搅拌该悬浊液, 一边用约10分钟使其温度升温至100℃,在100℃进行5小时反应。随 后,采取微量的该反应混合物,进行利用GC的定量分析。3-(氰甲基) 四氢呋喃的收率是90%。
实施例42
在氮气气氛下,向安装有温度计的50ml耐压玻璃容器中装入1.62g (12.0mmol)4-氯庚烷、0.88g(18.0mmol)氰化钠、0.98g(1.20mmol)在100 ℃一边使干燥氮气流通一边充分干燥的是磷腈鎓化合物的4[三(二甲氨基) 亚正膦基氨基]磷鎓氯:[(Me2N)3P=N]4P+,Cl-、0.11g(0.19mmol)在80℃一 边使干燥氮气流通一边充分干燥的三[三(二甲氨基)亚正膦基氨基]氧化 膦:[(Me2N)3P=N]3P=O和9.44g无水DMF。一边搅拌该悬浊液,一边用 约10分钟使其温度升温至110℃,在110℃进行6小时反应。随后,采 取微量的该反应混合物,进行利用GC的定量分析。4-氰基庚烷的收率是 89%。
实施例43
在氮气气氛下,向安装有温度计和冷却管的100ml烧瓶中装入2.13g (20.0mmol)2-氯四氢呋喃、6.00g(40.0mmol)碘化钠、2.22g(2.00mmol)在 100℃一边使干燥氮气流通一边充分干燥的是磷腈鎓化合物的4[三(二甲氨 基)亚正膦基氨基]磷鎓氯:[(Me2N)3P=N]4P+,Cl-、0.25g(0.43mmol)在80 ℃一边使干燥氮气流通一边充分干燥的三[三(二甲氨基)亚正膦基氨基] 氧化膦:[(Me2N)3P=N]3P=O和28.3g无水DMF。一边搅拌该悬浊液,一 边用约10分钟使其温度升温至100℃,在100℃进行4小时反应。随后, 采取微量的该反应混合物,进行利用GC的定量分析。2-碘四氢呋喃的收 率是93%。
实施例44
除代替实施例43中的2-氯四氢呋喃使用氯二苯甲烷,代替碘化钠使 用氢氧化钠,使反应温度变成110℃,使反应时间变成7小时之外,完全 和实施例43相同地进行。二苯基甲醇的收率是87%。
实施例45
除代替实施例43中的2-氯四氢呋喃使用氯环己烷,代替碘化钠使用 苯酚钠,代替4[三(二甲氨基)亚正膦基氨基]磷鎓氯使用4[三(吡咯烷-1- 基)亚正膦基氨基]磷鎓氯:(Py3P=N)4P+,Cl-,使反应温度变成120℃, 使反应时间变成6小时之外,完全和实施例43相同地进行。环己基苯基 醚的收率是81%。
实施例46
在氮气气氛下,向安装有温度计和冷却管的100ml烧瓶中装入1.92g (18.0mmol)3-氯四氢呋喃、1.32g(27.0mmol)氰化钠、1.40g(1.80mmol) 在100℃一边使干燥氮气流通一边充分干燥的是磷腈鎓化合物的4[三(二 甲氨基)亚正膦基氨基]磷鎓氯:[(Me2N)3P=N]4P+,Cl-、0.16g(0.28mmol) 在80℃一边使干燥氮气流通一边充分干燥的三[三(二甲氨基)亚正膦基 氨基]氧化膦:[(Me2N)3P=N]3P=O和17.3g无水甲苯。一边搅拌该悬浊液, 一边用约20分钟使其温度升温至120℃,在120℃进行9小时反应。采 取微量的该反应混合物,进行利用GC的定量分析的结果是,3-氰基四氢 呋喃的生成收率是94%。过滤分离反应混合物中的不溶的固体,用4ml 甲苯将该固体洗涤2次,组合该洗净液和母液。从该溶液馏去是原料的 3-氯四氢呋喃、是生成物的3-氰基四氢呋喃、甲苯和DMF,得到1.48g 上述磷腈鎓化合物和上述氧化膦的混合固体。将得到的固体加入5.00g己 烷中,过滤分离沉淀出的固体(磷腈鎓化合物)。将得到的固体加入8.14g 水中,在40℃加热进行溶解后,一边搅拌混合一边冷却至0℃,使结晶 析出。过滤结晶后,用2ml的0℃的水洗涤2次。一边在100℃使干燥氮 气流通一边进行充分干燥,得到1.32g上述磷腈鎓化合物。再使用该回收 的磷腈鎓化合物以相同的条件再进行反应,采取微量的反应混合物,进 行利用GC的定量分析。3-氰基四氢呋喃的收率是92%。
                                    表1
实施例    卤素化合物                 金属化合物    反应温度(℃)  反应时间(h)   生成物                       收率
3         2-(氯甲基)四氢呋喃         甲醇钠        130           3             甲基四氢呋喃醚               70%
4         2-氯丁酸乙酯               硫氰化钠      130           4             2-硫氰酸酯丁酸乙酯           74%
5         4-氯四氢吡喃               氢氧化钠      90            7             4-羟基四氢吡喃               66%
6         α-溴-γ-丁内酯            苯酚钠        80            4             3-苯乙基二氢呋喃-2-酮        70%
7         3-氯-正戊酸乙酯            氰化钠        130           9             3-氰基-正戊酸乙酯            62%
8         3-氯-4-苯基-正丁酸乙酯     氰化钠        130           10            3-氰基-4-苯基-正丁酸乙酯     58%
9         4-苄氧基-3-氯-正丁酸乙酯   氰化钠        130           10            4-苄氧基-3-氰基-正丁酸乙酯   61%
10        3-氯-5-甲基-正己酸乙酯     氰化钠        130           12            3-氰基-5-甲基-正己酸乙酯     65%
                                  表2
实施例         卤素化合物                 金属化合物          反应温度(℃)  反应时间(h)  生成物
收率
12        2-氯己烷       氰化钠         110           4.5          2-氰基己烷             75%
13        3-氯-2-丁酮    正丁基硫醇钠   120           5            3-(正丁硫基)-2-丁酮    74%
14        α-甲苄基氯    丙酸钠         100           4            丙酸1-苯乙酯           72%
                                  表3
实施例   卤素化合物                金属化合物     反应温度(℃)   反应时间(h)  生成物                        收率
18       氯环庚烷                  氟化钾         110            6            氟环庚烷                      85%
19       1-氯-3,3-二甲基-2-丁酮   氰化钠         130            6            1-氟-3,3-二甲基-2-丁酮       65%
20       2-氯苯乙酮                氟化钾         120            6            2-氟苯乙酮                    60%
21       2-氯乙腈                  甲醇钠         120            6            2-甲氧基乙腈                  64%
22       1-氯-1-硝基丙烷           亚硝酸钾       100            7            1,1-二硝基丙烷               70%
23       丁酸氯甲酯                氟化钾         100            6            丁酸氟甲酯                    72%
24       2-氯-2-苯基乙酸甲酯       正丁基硫醇钠   90             6            2-丁基对氨基-2-苯基乙酸甲酯   83%
25       9-氯芴                    二乙酰胺锂     110            5            9-(二乙氨基)芴                90%
26       3-氯丁酸甲酯              硫氰化钠       100            5            3-硫氰酸酯丁酸甲酯            85%
27       4-氯四氢吡喃              氢氧化钠       90             8            4-羟基四氢吡喃                75%
28       2-氯丙腈                  氢氧化钠       120            8            2-羟基丙腈                    70%
29       α-溴-γ-丁内酯           苯酚钠         80             4            3-苯乙基二氢呋喃-2-酮         80%
30       3-氯-正戊酸乙酯           氰化钠         130            9            3-氰基-正戊酸乙酯             68%
31       3-氯-4-苯基正丁酸乙酯     氰化钠         130            10           3-氰基-4-苯基正丁酸乙酯       65%
32       4-苄乙基-3-氯-正丁酸乙酯  氰化钠         130            10           4-苄氧基-3-氰基-正丁酸乙酯    68%
33       3-氯-5-甲基-正己酸乙酯    氰化钠         130            12           3-氰基-5-甲基-正己酸乙酯      70%
产业上的应用可能性
本发明以具有在通过4个σ键和原子结合的碳原子上结合的卤素原子 作为卤素原子的有机化合物作为起始原料,作为能够形成工业试剂、高 分子材料和医农药品等的合成中间体等、具有各种取代基的有机化合物 的制造方法是有用的。
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