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JP7692465B2 - ペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物の製造方法 - Google Patents

ペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、アリール基にペンタフルオロスルファニル基が導入されたペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物の製造方法に関する。
本願は、2021年3月2日に日本に出願された特願2021-032818号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
ペンタフルオロスルファニル(SF)基は、サイズが比較的小さく、電子求引性が高く、加水分解安定性に優れており、親油性が向上しているため、優れた特性を持つ「スーパートリフルオロメチル(CF)基」と見なされている。一方で、既存の化合物へのSF基の導入は困難であり、このため、その高い魅力にもかかわらず、医薬品や農薬の薬効成分や、有機材料等へのSF基の使用はなかなか進んでいない。
従来のSFがフェニル基等のアリール基へ導入された化合物の合成方法には、様々な欠点がある。例えば、フッ素ガス(F)を用いてアリールジスルフィドを直接フッ素化する方法(特許文献1)があるが、当該方法では、アリールジスルフィド中のベンゼン環にニトロ基のような電子求引性基が導入されていない場合には、ベンゼン環までフッ素化されてしまう。また、塩素ガス(Cl)とフッ化カリウムを用いてアリールジスルフィドをフッ素化してアリールテトラフルオロスルファニルクロリド(Ar-SFCl)を得た後、これをフッ化亜鉛(ZnF)等でフッ素化してアリールスルファペンタフルオリド(Ar-SF)を得る方法(特許文献2)では、ニトロ基等がない場合でもベンゼン環はフッ素化されないが、ベンゼン環が塩素化されるリスクがある。フッ化銀(II)(AgF)を用いる方法では、まず、フロン冷媒中でアリールジスルフィドをフッ素化してアリールスルファトリフルオリド(Ar-SF)を得た後、これをさらに130℃まで加熱してAr-SFを得る方法(非特許文献1)があるが、当該方法は、収率が不十分である。その他、塩化テトラアルキルアンモニウムとフッ化キセノン(II)(XeF)を用いてアリールジスルフィドをフッ素化してAr-SFを合成する方法(非特許文献2)があるが、当該方法ではAr-SFClも併産されるため、Ar-SFClを分離する必要がある。
特表平10-507206号公報 特表2010-522213号公報
Sheppard, Communications to the Editor, 1960, vol.82, p.4751-4752. Ou and Janzen, Journal of Fluorine Chemistry, 2000, vol. 101, p. 279-283.
本発明は、アリール基にペンタフルオロスルファニル基が導入されたペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物を効率よく合成できる新規な製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、フッ素化剤として、フッ化銀(II)とハロゲン化テトラアルキルアンモニウムとを用いることにより、単一ステップでチオアリール化合物からペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物を合成できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下の通りである。
[1] 2価以上の金属フッ化物と、第4級アンモニウムカチオン又は第4級ホスホニウムカチオンを含む有機塩とを用いた酸化フッ素化反応により、下記一般式(2)
Figure 0007692465000001
[式中、Aは、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基であり;-Gは、-SH、-SCN、-SF、-S-S-R(Rは、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基である)、-S-CO-R(Rは、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数2~6のアルケニル基である)、-S-R(Rは、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数2~6のアルケニル基である)、-SF-R(Rは、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数2~6のアルケニル基である)、-S-Si-(R(Rは、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数2~6のアルケニル基であり、複数あるRは、互いに同じ基であってもよく、異なる基であってもよい)、-S-PO-(R(Rは、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいヘテロアリールオキシ基、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキルオキシ基、置換基を有していてもよい炭素数2~6のアルケニルオキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数2~6のアルケニル基であり、複数あるRは、互いに同じ基であってもよく、異なる基であってもよい)、置換基を有していてもよい(N-フタルイミジル)チオ基、又は置換基を有していてもよいチアントレニウム基である]
で表されるチオアリール化合物から、下記一般式(1)
Figure 0007692465000002
[式中、Aは前記と同じである]
で表されるペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物を合成する、
ペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物の製造方法。
[2] 前記Aが、
ハロゲン原子、アルキル基、フッ化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アシル基、シアノ基、フッ化ホルミル基、アミノ基、及びニトロ基からなる群より選択される1種以上の置換基を有していてもよいアリール基である、又は、
ハロゲン原子、アルキル基、フッ化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アシル基、フッ化ホルミル基、シアノ基、アミノ基、及びニトロ基からなる群より選択される1種以上の置換基を有していてもよいヘテロアリール基である、
前記[1]のペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物の製造方法。
[3] 前記酸化フッ素化反応を、-40~130℃で行う、前記[1]又は[2]のペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物の製造方法。
[4] 前記酸化フッ素化反応後の金属を回収する、前記[1]~[3]のいずれかのペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物の製造方法。
[5] 前記回収された金属をフッ素化して2価以上の金属フッ化物を再生し、
得られた2価以上の金属フッ化物を再び前記酸化フッ素化反応に用いる、前記[4]のペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物の製造方法。
[6] 前記2価以上の金属フッ化物が、フッ化銀(II)である、前記[1]~[5]のいずれかのペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物の製造方法。
[7] 前記有機塩が、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムである、前記[1]~[6]のいずれかのペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物の製造方法。
本発明に係る方法によれば、チオアリール化合物の酸化的フッ素化を、単一ステップで行うことができ、ペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物を、効率よく合成できる。
本発明及び本願明細書において、「Cp1-p2」(p1及びp2は、p1<p2を満たす正の整数である)は、炭素数がp1~p2の基であることを意味する。
本発明及び本願明細書において、「C1-6アルキル基」は、炭素数1~6のアルキル基であり、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。C1-6アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。
本発明及び本願明細書において、「C1-6アルコキシ基」とは、C1-6アルキル基の結合末端に酸素原子が結合した基をいう。C1-6アルコキシ基は直鎖であっても分岐鎖であってもよい。C1-6アルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、tert-ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
本発明及び本願明細書において、「C2-6アルケニル基」とは、炭素数2~6のアルキル基の少なくとも1個の炭素-炭素結合が不飽和結合となった基をいう。C2-6アルケニル基としては、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。C2-6アルケニル基の例としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等が挙げられる。
本発明及び本願明細書において、「C2-7アシル基」は、アシル基からカルボニル基を除いた炭化水素基部分が、C1-6アルキル基、C2-6アルケニル基、5員環若しくは6員環のアリール基、又は5員環若しくは6員環のヘテロアリール基である基をいう。当該アシル基の炭化水素基部分は、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。C2-7アシル基としては、ホルミル基、アセチル基、プロパノイル基、プロペノイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
本発明及び本願明細書において、「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子をいう。「フッ素原子以外のハロゲン原子」とは、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子をいう。「フッ素原子以外のハロゲン原子」の例としては、塩素原子又は臭素原子が好ましく、塩素原子が特に好ましい。
また、以降において、「化合物(n)」は式(n)で表される化合物を意味する。
<酸化フッ素化反応>
本発明に係るペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物(以下、「SF含有アリール化合物」ということがある)の製造方法は、チオアリール化合物中のアリール基に結合している硫黄原子を、フッ化銀(II)(AgF)等の2価以上の金属フッ化物と、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウム(以下、「NR11 X」ということがある。Xはハロゲン原子を表す。)等の有機塩と、を用いた酸化フッ素化反応によりフッ素化する。フッ素化剤としてAgFのみを用いた場合には、アリール基に結合している硫黄原子はSF基までしかフッ素化されない(非特許文献1)。これに対して、本願発明では、AgF等の2価以上の金属フッ化物とNR11 X等の有機塩とを併用することにより、反応途中で得られるSFX基含有アリール化合物を、そのまま単離することなく、反応系内にあるAgF等と反応させて、SFCl基をSF基にまでフッ素化することができる。すなわち、フッ素化剤としてAgF等の2価以上の金属フッ化物とNR11 X等の有機塩を併用することにより、単一ステップで、チオアリール化合物から目的のSF含有アリール化合物を得ることができる。
具体的には、本発明に係るSF含有アリール化合物の製造方法は、AgF等の2価以上の金属フッ化物とNR11 X等の有機塩とを用いた酸化フッ素化反応により、下記一般式(2)で表されるチオアリール化合物から、下記一般式(1)で表されるSF含有アリール化合物を合成する。以下に、AgFとNR11 Xを用いた場合の化学反応式を示す。
Figure 0007692465000003
一般式(2)及び一般式(1)中、Aは、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基である。当該アリール基としては、特に限定されるものではなく、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、9-フルオレニル基等が挙げられ、フェニル基が特に好ましい。当該ヘテロアリール基としては、特に限定されるものではなく、例えば、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、ピラゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、インドリル基、フリル基、ベンゾフリル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基等が挙げられる。
「置換されていてもよいアリール基」は、アリール基の炭素原子に結合している水素原子の1又は複数個、好ましくは1~3個が、他の官能基に置換されている基である。同様に、「置換されていてもよいヘテロアリール基」は、ヘテロアリール基の炭素原子に結合している水素原子の1又は複数個、好ましくは1~3個が、他の官能基に置換されている基である。2個以上の置換基を有する場合、置換基同士は互いに同種であってもよく、異種であってよい。
のアリール基及びヘテロアリール基は、フッ素化する目的の硫黄原子のほかに、1個又は2個以上の置換基を有していてもよい。当該置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、フッ化アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アシル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、フッ化ホルミル基(-C(=O)F)、アミノ基、及びニトロ基等が挙げられる。アルキル基としてはC1-6アルキル基が好ましく、アルケニル基としてはC2-6アルキル基が好ましく、アルコキシ基としてはC1-6アルコキシ基が好ましく、アシル基としてはC2-7アシル基が好ましい。フッ化アルキル基としては、C1-6アルキル基の1個又は2個以上の水素原子がフッ素原子に置換された基が好ましく、全ての水素原子がフッ素原子に置換された完全フッ素化C1-6アルキル基がより好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。アリール基及びヘテロアリール基としては、それぞれ、Aのアリール基及びヘテロアリール基が挙げられ、フェニル基又はピリジル基が好ましい。
のアリール基及びヘテロアリール基が有する置換基は、保護基で保護されていてもよい。当該保護基としては、有機合成で汎用されている基を適宜用いることができる。例えば、当該置換基がアミノ基の場合、当該アミノ基は、酸化フッ素化反応に供される前に、2個の水素原子を、tert-ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基、2,2,2-トリクロロエトキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基、トリフルオロアセチル基、フタロイル基、p-トルエンスルホニル基、又は2-ニトロベンゼンスルホニル基で置換させておくことができる。同様に、当該置換基がカルボキシ基の場合、当該カルボキシ基は、水素原子をベンジル基やtert-ブチル基に置換させておくことができる。
フッ素化剤としてAgF等の2価以上の金属フッ化物とNR11 X等の有機塩とを併用するため、アリール環の電子密度が高い場合でも、アリール環の炭素原子と結合する硫黄原子の酸化的フッ素化反応が進行する。また、アリール環にニトロ基のような電子求引性基が結合していなくても、アリール環の炭素原子自体のハロゲン化は引き起こされにくい。このため、チオアリール化合物(2)のアリール基のうち、フッ素化する目的の硫黄原子と結合する炭素原子以外の炭素原子の1個又は2個以上が、電子求引性基で置換されていた場合と電子供与性基で置換されていた場合のいずれにおいても、アリール環のフッ素化は引き起こされず、目的のSF含有アリール化合物を効率よく得ることができる。ヘテロアリール環であっても同様である。
一般式(2)中、Gは、下記のいずれかの基である。黒丸は結合手を表す。
Figure 0007692465000004
は、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基である。
は、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、置換基を有していてもよいC1-6アルキル基、置換基を有していてもよいC2-6アルケニル基である。
は、置換基を有していてもよいC1-6アルキル基又は置換基を有していてもよいC2-6アルケニル基である。
は、置換基を有していてもよいC1-6アルキル基又は置換基を有していてもよいC2-6アルケニル基である。
は、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、置換基を有していてもよいC1-6アルキル基、又は置換基を有していてもよいC2-6アルケニル基であり、複数あるRは、互いに同じ基であってもよく、異なる基であってもよい。
は、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいヘテロアリールオキシ基、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキルオキシ基、置換基を有していてもよい炭素数2~6のアルケニルオキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、置換基を有していてもよいC1-6アルキル基、又は置換基を有していてもよいC2-6アルケニル基であり、複数あるRは、互いに同じ基であってもよく、異なる基であってもよい。
、R、R、及びR中、置換基を有していてもよいアリール基としては、Aで挙げられたものと同様の基とすることができる。
、R、R、及びR中、置換基を有していてもよいヘテロアリール基としては、Aで挙げられたものと同様の基とすることができる。
、R、R、R、及びR中、「置換基を有していてもよいC1-6アルキル基」は、C1-6アルキル基の炭素原子に結合している水素原子の1又は複数個、好ましくは1~3個が、他の官能基に置換されている基である。同様に、「置換基を有していてもよいC2-6アルケニル基」は、C2-6アルケニル基の炭素原子に結合している水素原子の1又は複数個、好ましくは1~3個が、他の官能基に置換されている基である。2個以上の置換基を有する場合、置換基同士は互いに同種であってもよく、異種であってよい。当該置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリール基、アシル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、アミノ基、及びニトロ基等が挙げられる。アルキル基としてはC1-6アルキル基が好ましく、アルケニル基としてはC2-6アルキル基が好ましく、アルコキシ基としてはC1-6アルコキシ基が好ましく、アシル基としてはC2-7アシル基が好ましい。
中、置換基を有していてもよいアリールオキシ基としては、アリール基部分が、置換基を有していてもよいアリール基としてAで挙げられたものと同様の基である基とすることができる。Rとしては、フェニルオキシ基が好ましい。
中、置換基を有していてもよいヘテロアリールオキシ基としては、ヘテロアリール基部分が、置換基を有していてもよいヘテロアリール基としてAで挙げられたものと同様の基である基とすることができる。Rとしては、ピリジルオキシ基が好ましい。
中、置換基を有していてもよいC1-6アルキルオキシ基としては、C1-6アルキル基部分が、置換基を有していてもよいC1-6アルキル基として前記R等で挙げられたものと同様の基である基とすることができる。Rとしては、メチルオキシ基が好ましい。
中、置換基を有していてもよいC2-6アルケニルオキシ基としては、C2-6アルケニル基部分が、置換基を有していてもよいC2-6アルケニル基として前記R等で挙げられたものと同様の基である基とすることができる。Rとしては、ビニルオキシ基が好ましい。
が(N-フタルイミジル)チオ基である場合、当該(N-フタルイミジル)チオ基中のベンゼン環は、1~3個の水素原子が置換基で置換されていてもよい。当該置換基としては、フッ素化反応を阻害しない基であれば特に限定されるものではなく、例えば、R等における「置換基を有していてもよいC1-6アルキル基」において挙げられた置換基と同様の基である基とすることができる。複数ある置換基は、全て同じ基であってもよく、異なる基であってもよい。Gとしては、無置換の(N-フタルイミジル)チオ基が好ましい。
がチアントレニウム基である場合、当該チアントレニウム基中の2個のベンゼン環の一方又は両方が、1~4個の水素原子が置換基で置換されていてもよい。当該置換基としては、フッ素化反応を阻害しない基であれば特に限定されるものではなく、例えば、R等における「置換基を有していてもよいC1-6アルキル基」において挙げられた置換基と同様の基である基とすることができる。複数ある置換基は、全て同じ基であってもよく、異なる基であってもよい。Gとしては、無置換のチアントレニウム基又はハロゲン原子で置換されたチアントレニウム基が好ましい。
チオアリール化合物(2)としては、Aに結合したGのある構造を1分子中に複数ある化合物であってもよい。例えば、Aがビフェニル基であり、2個あるベンゼン環の両方に、Gが連結している構造の化合物も、チオアリール化合物(2)に含まれる。このように、1分子中にアリール環又はヘテロアリール環に結合したG基を複数有する場合には、酸化フッ素化反応により、全てのG基がペンタフルオロスルファニル基に変換される。
Figure 0007692465000005
チオアリール化合物(2)としては、具体的には、下記の化合物が挙げられる。これらの化合物中のベンゼン環に、1個又は複数個の置換基を導入した化合物も、本発明に置いて用いられるチオアリール化合物(2)として好ましい。当該置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリール基、アシル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、アミノ基、及びニトロ基等が挙げられる。
Figure 0007692465000006
Figure 0007692465000007
前記酸化フッ素化反応においてフッ素化剤として用いられる2価以上の金属フッ化物としては、第1遷移元素、第2遷移元素、又は第3遷移元素のフッ化物が挙げられる。本発明で用いられるフッ素化剤としては、具体的には、銀、ニオブ、マンガン、コバルト、銅、ハフニウム、タンタル、又はセリウムの2価以上のフッ化物が好ましく、AgF、フッ化マンガン(III)(MnF)、フッ化コバルト(III)(CoF)、フッ化銅(II)(CuF)、フッ化ニオブ(V)(NbF)、フッ化ハフニウム(V)(HfF)、フッ化タンタル(TaF)、フッ化セリウム(IV)(CeF))等が挙げられる。本発明においてフッ素化剤として用いられる2価以上の金属フッ化物としては、反応性が良好な点から、AgFが特に好ましい。
前記酸化フッ素化反応においてフッ素化剤として用いられる有機塩は、第4級アンモニウムカチオン又は第4級ホスホニウムカチオンを含む有機塩であればよく、特に限定されるものではない。当該有機塩としては、例えば、下記一般式(s1)~(s7)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0007692465000008
一般式(s1)~(s5)中、R12は、C1-6アルキル基、又は、アリール基である。当該アリール基としては、前記Aで挙げられたものと同様の基とすることができる。一分子中に複数あるR12は、全て同じ基であってもよく、互いに異なる基であってもよい。
一般式(s6)~(s7)中、R13は、C1-6アルキル基、アリール基、C1-6アルコキシ基、又は、C1-6アルキルアミノ基である。当該アリール基としては、前記Aで挙げられたものと同様の基とすることができる。当該C1-6アルキルアミノ基としては、アミノ基の1個又は2個の水素原子がC1-6アルキル基で置換されている基であれば、特に限定されるものではない。当該C1-6アルキルアミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基が挙げられる。一分子中に複数あるR13は、全て同じ基であってもよく、互いに異なる基であってもよい。
一般式(s1)~(s7)中、Xとしては、第4級アンモニウムカチオン又は第4級ホスホニウムカチオンと塩を形成する一価のアニオンであれば特に限定されるものではない。当該X1-としては、ヨウ素イオン(I)、臭化物イオン(Br)、塩化物イオン(Cl)、フッ化物イオン(F)、二フッ化水素イオン(HF )、三臭化物イオン(Br )、アジ化物イオン(N )、シアン化物イオン(CN)、シアン酸イオン(OCN)等が挙げられる。
前記酸化フッ素化反応においてフッ素化剤として用いられる有機塩としては、特に、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウム(NR11 X)が好ましい。前記酸化フッ素化反応に用いるNR11 Xとしては、窒素原子に4個のアルキル基が結合しているハロゲン化物であればよく、特に限定されるものではない。ハロゲン化物としては、塩化物又は臭化物が好ましく、塩化物が特に好ましい。また、窒素原子に結合するアルキル基としては、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい、また、4個のアルキル基は、全て同じ基であってもよく、互いに異なる基であってもよい。当該アルキル基としては、C1-6アルキル基であることが好ましく、メチル基、エチル基、又はプロピル基であることがより好ましい。中でも、NR11 Xとしては、N(Et)Cl(塩化テトラエチルアンモニウム)(CAS No:56-34-8)又はN(Et)Br(臭化テトラエチルアンモニウム)(CAS No:71-91-0)が好ましく、N(Et)Clがより好ましい。
反応系に添加するNR11 X等の有機塩の量は、化学量論量以上であればよい。反応効率とコストの点から、前記酸化フッ素化反応におけるNR11 X等の有機塩の使用量は、チオアリール化合物(2)の1~10当量が好ましく、1~6当量がより好ましい。
反応系に添加するAgF等の2価以上の金属フッ化物の量は、特に限定されるものではないが、反応効率の点から、チオアリール化合物(2)の5当量以上が好ましく、8当量以上がより好ましく、10当量以上がさらに好ましい。また、コストの点から、前記酸化フッ素化反応におけるAgF等の2価以上の金属フッ化物の使用量は、チオアリール化合物(2)の100当量以下が好ましく、50当量以下がより好ましく、30当量以下がさらに好ましく、20当量以下がよりさらに好ましい。
前記酸化フッ素化反応は、当該反応に不活性な溶媒中で行うことができる。当該不活性な溶媒としては、特に限定されるものではないが、非プロトン性極性溶媒が好ましい。非プロトン性極性溶媒としては、アセトニトリル(MeCN)、N,N’-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド(DMSO)、テトラヒドロフラン(THF)、ジクロロメタン(DCM)、ジエチルエーテル等が挙げられる。反応に用いる溶媒は、2種類以上の溶媒の混合溶媒であってもよい。
前記酸化フッ素化反応は、反応溶媒に、チオアリール化合物(2)と、NR11 X等の有機塩とAgF等の2価以上の金属フッ化物とを混合した反応溶液を、適当な温度及び時間で反応させる。当該酸化フッ素化反応は、穏やかな条件で反応が進む。例えば、反応温度は、反応溶媒が液状である温度であれば特に限定されるものではなく、-40~130℃で行うことができ、0~80℃で行うことが好ましく、室温(0~30℃)で行うこともできる。例えば、当該酸化フッ素化反応は、室温で、1時間未満反応させることにより、目的のSF含有アリール化合物(1)を、本質的に定量的な収率で得ることができる。
前記酸化フッ素化反応により、AgF等の2価以上の金属フッ化物が脱フッ素化されてAg等の金属が生じる。反応により生じたAg等の金属を回収し、フッ素化することにより、AgF等の2価以上の金属フッ化物を再生させることができる。再生したAgF等の2価以上の金属フッ化物は、再び前記酸化フッ素化反応に用いることができる。Ag等の金属のフッ素化は、例えば、フッ素ガス中での加熱などの常法により行うことができる。
前記酸化フッ素化反応は、比較的緩和な反応条件の単一ステップで、高い収率で、SF含有アリール化合物(1)をワンポット合成することができる。また、当該酸化フッ素化反応では、SFCl基含有アリール化合物のような部分的フッ化物は産生されない場合がほとんどである。このため、反応産物からSFCl基含有アリール化合物から単離して目的のSF含有アリール化合物(1)を精製する必要がないという利点もある。
<アリールのチオ化反応>
チオアリール化合物(2)は、市販されている化合物を用いてもよく、下記一般式(3)で表される化合物と、下記一般式(4)で表される化合物とを反応させて合成したものを用いてもよい。前記酸化フッ素化反応に当該アリールのチオ化反応により合成したチオアリール化合物(2)を用いる場合、当該アリールのチオ化反応とその後の酸化フッ素化反応は、ワンポットで行うこともできる。
Figure 0007692465000009
一般式(3)中、Aは前記と同じである。また、Gは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、又はアミノ基である。
一般式(4)中、Gは、前記Gから結合手を出している硫黄原子を除いた基である。
当該アリールのチオ化反応は、当該反応に不活性な溶媒中で、反応溶媒が液状である温度で行うことができる。当該不活性な溶媒としては、前記酸化フッ素化反応で使用可能な不活性な溶媒と同様の溶媒を用いることができる。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
実施例、比較例の分析に使用したNMR装置は日本電子製JNM-ECZ400S(400MHz)であり、H NMRではテトラメチルシランを0PPM、19F NMRではCを-162PPMの基準値とした。また、得られたSF含有アリール化合物のNMR収率は、内部標準として1,4-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン(BTB)又は1,4-ジフルオロベンゼン(DFB)(生成されるSF含有アリール化合物に対して0.5又は1当量)を反応混合物に添加した後、PTFEシリンジフィルターで濾過してNMRチューブに投与し、SF基とCF基のそれぞれの19F NMR信号の積分値によって決定した。
[実施例1]
アリールジスルフィドのペンタフルオロスルファニル化は、以下の通りにして行った。
まず、アルゴンを充填したグローブボックス内で、ガラスバイアルにNEtCl(2当量、0.2mmol)、二硫化アリール(1当量、0.1mmol)、及びマグネチックスターラーバーを入れ、さらにMeCN(1mL)を加え、全ての化合物が溶解するまで反応混合物を撹拌した(通常2分間)。続いて、当該反応混合物を室温で激しく攪拌しつつ、AgF(16当量、1.6mmol)を一度に添加して、当該バイアルをスクリューキャップで閉じた。キャップを閉じてから約1分間以内に、最初は黒色の懸濁液が赤紫色の有機層を伴ってオレンジ色に変わった。有機層が無色に変わって酸化的フッ素化反応が完了するまで、そのまま撹拌を続けた(通常2時間から4時間)。得られたSF含有アリール化合物のNMR収率は、内部標準として1,4-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン(3μL、0.02mmol)を反応混合物に加えることによって決定した。
<フェニルスルファペンタフルオリドの合成>
二硫化アリールとして、フェニルジスルフィド(21.8mg、0.1mmol)を用いて上記合成反応を行い、>95%のNMR収率で、フェニルスルファペンタフルオリドを得た。
Figure 0007692465000010
1H NMR (500 MHz, CD3CN, 298 K, δ): 8.02 - 7.94 (m, 2H), 7.82 - 7.62 (m, 3H).
19F {1H} NMR (471 MHz, CD3CN, 298 K, δ): 85.38 (p, J = 147.7 Hz, 1F), 62.82 (d, J = 147.7 Hz, 4F).
<4-メトキシフェニルスルファペンタフルオリドの合成>
二硫化アリールとして、4-メトキシフェニルジスルフィド(55.7mg、0.2mmol)を用いて上記合成反応を行い、>95%のNMR収率で、4-メトキシフェニルスルファペンタフルオリドを得た。
Figure 0007692465000011
1H NMR (400 MHz, CD3CN, 298 K, δ): 7.92 (d, J = 9.3 Hz, 2H), 7.19 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 4.01 (s, 3H).
19F {1H} NMR (376 MHz, CD3CN, 298 K, δ): 86.63 (p, J = 148 Hz, 1F), 64.13 (d, J = 148.0 Hz, 4F).
<4-ニトロフェニルスルファペンタフルオリドの合成>
二硫化アリールとして、4-ニトロフェニルジスルフィド(61.7mg、0.2mmol)を用いて上記合成反応を行い、>95%のNMR収率で、4-ニトロフェニルスルファペンタフルオリドを得た。
Figure 0007692465000012
1H NMR (400 MHz, CD3CN, 298 K, δ): 8.61 - 8.39 (m, 2H), 8.32 - 8.11 (m, 2H).
19F {1H} NMR (376 MHz, CD3CN, 298 K, δ): 81.61 (p, J = 148.6 Hz, 1F), 62.26 (d, J = 148.6 Hz, 4F).
<4-クロロフェニルスルファペンタフルオリドの合成>
二硫化アリールとして、4-クロロフェニルジスルフィド(57.4mg、0.2mmol)を用いて上記合成反応を行い、>95%のNMR収率で、4-クロロフェニルスルファペンタフルオリドを得た。
Figure 0007692465000013
1H NMR (400 MHz, CD3CN, 298 K, δ): 7.98 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 7.73 (d, J = 8.4 Hz, 1H).
19F {1H} NMR (376 MHz, CD3CN, 298 K, δ): 83.37 (p, J = 149.1 Hz, 1F), 62.39 (d, J = 149.1 Hz, 4F).
<2-ピリジニルスルファペンタフルオリドの合成>
二硫化アリールとして、2-ピリジニルジスルフィド(44.1mg、0.2mmol)を用いて上記合成反応を行い、>95%のNMR収率で、2-ピリジニルスルファペンタフルオリドを得た。
Figure 0007692465000014
1H NMR (400 MHz, CD3CN, 298 K, δ): 8.80 - 8.69 (m, 1H), 8.24 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 8.03 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 7.86 - 7.76 (m, 1H).
19F {1H} NMR (376 MHz, CD3CN, 298 K, δ): 78.56 (p, J = 147.4 Hz, 1F), 51.16 (d, J = 147.4 Hz).
<4-メチルフェニルスルファペンタフルオリドの合成>
二硫化アリールとして、4-メチルフェニルジスルフィド(24.4mg、0.1mmol)を用いて上記合成反応を行い、4時間反応させて、95%のNMR収率で、4-メチルフェニルスルファペンタフルオリドを得た。
Figure 0007692465000015
1H NMR (400 MHz, CD3CN) δ7.73 - 7.64 (m, 2H), 7.34 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 2.38 (s, 3H).
13C NMR (101 MHz, CD3CN) δ 152.1 (d, J = 15.3 Hz), 144.3 - 143.9 (m), 130.6 (s), 126.7 (p, 3JCF = 4.7 Hz), 21.2 (s).
19F NMR (376 MHz, CD3CN) δ 85.4 (p, 2JFF,ax = 147.8 Hz, 1F, SF), 62.6 (d, 2JFF,eq = 147.8 Hz, 4F, SF4).
<N,N-ビス(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノフェニルスルファペンタフルオリドの合成>
二硫化アリールとして、N,N-ビス(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノフェニルジスルフィド(65.0mg、0.1mmol)を用いて上記合成反応を行い、4時間反応させて、88%のNMR収率で、N,N-ビス(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノフェニルスルファペンタフルオリドを得た。
Figure 0007692465000016
1H NMR (400 MHz, CD3CN) 7.86 - 7.81 (m, 2H), 7.37 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 1.40 (s, 18H).
13C NMR (101 MHz, CD3CN) δ 152.9 - 152.4 (m), 152.1 (s), 144.0 - 143.7 (m), 129.6 (s), 127.5 (p, 3JCF = 4.7 Hz), 84.1 (s), 28.0 (s).
19F NMR (376 MHz, CD3CN) δ 84.1 (p, 2JFF,ax = 148.2 Hz, 1F, SF), 62.6 (d, 2JFF,eq = 147.9 Hz, 4F, SF4).
[実施例2]
遊離チオフェノールのペンタフルオロスルファニル化は、以下の通りにして行った。
まず、アルゴンを充填したグローブボックス内で、ガラスバイアルにNEtCl(2~3当量、0.4~0.6mmol)、チオフェノール(1当量、0.2mmol)、及びマグネチックスターラーバーを入れ、さらにMeCN(1mL)を加え、全ての化合物が溶解するまで反応混合物を撹拌した(通常2分間)。続いて、当該反応混合物を室温で激しく攪拌しつつ、AgF(10当量、2mmol)を一度に添加して、当該バイアルをスクリューキャップで閉じた。キャップを閉じてから約1分間以内に、最初は黒色の懸濁液が赤紫色の有機層を伴ってオレンジ色に変わった。有機層が無色に変わって酸化的フッ素化反応が完了するまで、そのまま撹拌を続けた(通常4時間から36時間)。得られたSF含有アリール化合物のNMR収率は、内部標準として1,4-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン(3μL、0.02mmol)を反応混合物に加えることによって決定した。結果を表1に示す。
[実施例3]
チオシアン酸(ヘテロ)アリールのペンタフルオロスルファニル化は、例えば、以下の方法で行うことができる。
まず、アルゴンを満たしたグローブボックス内で、PFAバイアルにNEtCl(66.3mg、0.4mmol、2当量)、対応する(ヘテロ)アリールチオシアン酸塩(0.2mmol)、MeCN(1mL)、及びマグネチックスターラーバーを入れる。続いて、AgF(292mg、2.0mmol、10当量)を室温で当該バイアル内の撹拌している反応液に添加し、当該バイアルをスクリューキャップで閉じる。キャップを閉じてから約1分以内に、最初は黒色の懸濁液であった反応液が変化し、赤紫色の有機層を伴うオレンジ色の沈殿物が生成する。当該反応液を24時間撹拌して反応させる。
チオシアン酸(ヘテロ)アリールのうち、チオシアン酸フェニル(フェニルチオシアナート)のペンタフルオロスルファニル化は、以下の通りにして行った。
まず、アルゴンを充填したグローブボックス内で、ガラスバイアルにNEtCl(2~3当量、0.4~0.6mmol)、チオシアン酸フェニル(1当量、0.2mmol)、及びマグネチックスターラーバーを入れ、さらにMeCN(1mL)を加え、全ての化合物が溶解するまで反応混合物を撹拌した(通常2分間)。続いて、当該反応混合物を室温で激しく攪拌しつつ、AgF(12当量、2.4mmol)を一度に添加して、当該バイアルをスクリューキャップで閉じた。キャップを閉じてから約1分間以内に、最初は黒色の懸濁液が赤紫色の有機層を伴ってオレンジ色に変わった。有機層が無色に変わって酸化的フッ素化反応が完了するまで、そのまま撹拌を続けた(通常30分間から1時間)。得られたSF含有アリール化合物のNMR収率は、内部標準として1,4-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン(3μL、0.02mmol)を反応混合物に加えることによって決定した。結果を表1に示す。
[実施例4]
ベンゾイル保護チオフェノール(フェニルチオールベンゾエート)のペンタフルオロスルファニル化は、以下の通りにして行った。
まず、アルゴンを充填したグローブボックス内で、ガラスバイアルにNEtCl(1~2当量、0.1~0.2mmol)、ベンゾイルチオフェノール(1当量、0.2mmol)、及びマグネチックスターラーバーを入れ、さらにMeCN(1mL)を加え、全ての化合物が溶解するまで反応混合物を撹拌した(通常2分間)。続いて、当該反応混合物を室温で激しく攪拌しつつ、AgF(10当量、2mmol)を一度に添加して、当該バイアルをスクリューキャップで閉じた。キャップを閉じてから約1分間以内に、最初は黒色の懸濁液が赤紫色の有機層を伴ってオレンジ色に変わった。有機層が無色に変わって酸化的フッ素化反応が完了するまで、そのまま撹拌を続けた(通常2時間から24時間)。得られたSF含有アリール化合物のNMR収率は、内部標準として1,4-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン(3μL、0.02mmol)を反応混合物に加えることによって決定した。結果を表1に示す。
Figure 0007692465000017
[実施例5]
ベンゼンジアゾニウム塩からのアリールペンタフルオロスルファニル化合物の合成を、銅触媒サンドマイヤーカップリング/酸化的フッ素化を利用して行った。
(1)テトラエチルアンモニウムチオベンゾエートの合成
Figure 0007692465000018
反応容器内で、窒素雰囲気下、チオ安息香酸カリウム(891mg、5.05mmol)及び塩化テトラエチルアンモニウム(818mg、4.95mmol)を、乾燥MeOH(5 mL)に溶解させて、室温で1時間撹拌した。KCl沈殿物をシリンジフィルターで濾過して除去した後、さらに溶媒を真空で蒸発させた。次いで、反応容器をグローブボックスに移し、当該反応容器内の固体をMeCN(10mL)に溶解させた。得られた溶液をシリンジフィルターで濾過し、続いて真空で濃縮して、生成物を黄色固体として得た(1.28g、収率96%)。
1H NMR (500 MHz, d3-MeCN) δ 8.18 - 8.07 (m, 2H), 7.31 - 7.19 (m, 3H), 3.16 (q, J = 7.3 Hz, 8H), 1.19 (tt, J = 7.3 Hz, 1.8 Hz, 12H).
(2)(phen)CuSCOPhの合成
Figure 0007692465000019
臭化銅(I)ジメチルスルフィド錯体(205mg、1mmol)及びテトラエチルアンモニウムチオベンゾエート(295mg、1.1mmol)を、MeCN(5mL)に溶解させた。得られた黄色の溶液をシリンジフィルターで濾過し、MeCN(5mL)で希釈した。次いで、当該溶液に、1,10-フェナントロリン(198mg、1.1mmol)を固体として少しずつ加えて赤色の沈殿物を得た。得られた赤色沈殿物を濾別し、MeCN及びEtOで洗浄し、続いて真空で乾燥させることによって、生成物を赤色粉末として単離した(360mg、収率95%)。
(3)銅触媒サンドマイヤーカップリング/酸化的フッ素化反応
Figure 0007692465000020
アルゴンを充填したドライボックス内で、ガラスバイアルに、(phen)CuSCOPh(3.8mg、0.01mmol)、チオ安息香酸カリウム(45.8mg、0.26mmol)、及びマグネチックスターラーバーを入れ、さらにMeCN(0.5mL)を加えて、混合物を室温で撹拌した。おおよそ2分間の撹拌で、溶解していないチオ安息香酸カリウムを含む赤色の溶液が得られた。次いで、当該赤色溶液に、MeCN(0.5mL)に溶解させた4-メトキシベンゼンジアゾニウムテトラフルオロボレート(44.4mg、0.2mmol)を、室温でシリンジを用いて滴下したところ、滴下中に、目に見える窒素ガス形成が生じた。当該シリンジは、0.25mLのMeCNを使用して洗浄し、その洗浄液も当該反応混合物に加えた。当該反応混合物を室温で1時間撹拌し、1,4-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン(31μL、0.2mmol)を内部標準として加え、次にシリンジフィルターを通して濾過した。当該シリンジは、0.25mLのMeCNを使用して洗浄した。当該反応混合物に、テトラエチルアンモニウムクロリド(106mg、1.2mmol)を加えて溶解させた(約2分間の撹拌)。続いて、当該反応混合物に、フッ化銀(II)(525mg、3.6mmol)を加え、室温で一晩撹拌した。ペンタフルオロスルファニルアレーン(式中、「2」)のNMR収率(78%)は、内部標準と比較することにより、19FNMR分光法によって決定した。
1H NMR (400 MHz, d3-MeCN) δ 7.92 (d, J = 9.3 Hz, 2H), 7.19 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 4.01 (s, 3H).
19F {1H} NMR (376 MHz, d3-MeCN) δ 86.63 (p, J = 148 Hz, 1F), 64.13 (d, J = 148.0 Hz, 4F).
[実施例6]
(ヘテロ)アリールチオールのペンタフルオロスルファニル化は、例えば、以下の方法で行うことができる。
まず、アルゴンを満たしたグローブボックス内で、PFAバイアルにNEtCl(66.3mg、0.4mmol、2当量)、対応する(ヘテロ)アリールチオール(0.2mmol)、MeCN(1mL)、及びマグネチックスターラーバーを入れる。続いて、AgF(292mg、2.0mmol、10当量)を室温で当該バイアル内の撹拌している反応液に添加し、当該バイアルをスクリューキャップで閉じる。キャップを閉じてから約1分以内に、最初は黒色の懸濁液であった反応液が変化し、赤紫色の有機層を伴うオレンジ色の沈殿物が生成する。当該反応液を4~36時間撹拌して反応させる。
<4-メトキシフェニルスルファペンタフルオリドの合成>
(ヘテロ)アリールチオールとして、4-メトキシチオフェノール(25μL、0.2mmol)を用いて上記合成反応を行い、36時間反応させて、42%のNMR収率で、4-メトキシフェニルスルファペンタフルオリドを得た。
<4-ニトロフェニルスルファペンタフルオリドの合成>
(ヘテロ)アリールチオールとして、4-ニトロフェニルチオール(30.6mg、0.1mmol)を用いて上記合成反応を行い、4時間反応させて、99%のNMR収率で、4-ニトロフェニルスルファペンタフルオリドを得た。
<4-ブロモフェニルスルファペンタフルオリドの合成>
(ヘテロ)アリールチオールとして、4-ブロモフェニルチオール(37.8mg、0.2mmol)を用いて上記合成反応を行い、36時間反応させて、98%のNMR収率で、4-ブロモフェニルスルファペンタフルオリドを得た。
Figure 0007692465000021
1H NMR (500 MHz, CD3CN) δ 7.78 -7.65 (m, 4H).
13C NMR (126 MHz, CD3CN) δ 154.0 - 152.6 (m), 133.4 (s), 128.8 (p, 3JCF = 4.7 Hz), 127.2 - 127.1 (m).
19F NMR (471 MHz, CD3CN) δ 83.5 (p, 2JFF,ax = 147.9 Hz, 1F, SF), 62.5 (d, 2JFF,eq = 147.9 Hz, 4F, SF4).
<4-トリフルオロメチルフェニルスルファペンタフルオリドの合成>
(ヘテロ)アリールチオールとして、4-トリフルオロメチルフェニルチオール(24μL、0.2mmol)を用いて上記合成反応を行い、36時間反応させて、99%のNMR収率で、4-トリフルオロメチルフェニルスルファペンタフルオリドを得た。内部標準として、1,4-ジフルオロベンゼン(DFB)(10μL、0.1mmol)を用いた。
Figure 0007692465000022
1H NMR (500 MHz, CD3CN) δ 8.03 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.89 (d, J = 8.4 Hz, 2H).
13C NMR (126 MHz, CD3CN) δ 156.9 (t, 2JCF = 17.9 Hz), 134.2 (q, 2JCF = 33.8 Hz), 128.1 (p, 3JCF = 4.8 Hz), 127.6 (q, 3JCF = 3.8 Hz), 124.4 (q, 1JCF = 272.0 Hz).
19F NMR (471 MHz, CD3CN) δ 82.2 (p, 2JFF,ax = 148.3 Hz, 1F, SF), 61.7 (d, 2JFF,eq = 148.0 Hz, 4F, SF4), -63.7 (s, 3F, CF3).
<3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルファペンタフルオリドの合成>
(ヘテロ)アリールチオールとして、3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオール(34μL、0.2mmol)を用いて上記合成反応を行い、36時間反応させて、99%のNMR収率で、3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルファペンタフルオリドを得た。内部標準として、1,4-ジフルオロベンゼン(10μL、0.1mmol)を用いた。
Figure 0007692465000023
1H NMR (500 MHz, CD3CN) δ 8.40 (s, 2H), 8.28 (s, 1H).
13C NMR (126 MHz, CD3CN) δ 155.1 - 154.5 (m), 133.3 (q, 2JCF = 34.6 Hz), 128.2 (q, 3JCF = 4.1 Hz), 127.7 (p, 3JCF = 4.0 Hz), 123.66 (q, 1JCF = 272.7 Hz).
19F NMR (471 MHz, CD3CN) δ 80.0 (p, 2JFF,ax = 149.9 Hz, 1F, SF), 62.3 (d, 2JFF,eq = 149.9 Hz, 4F, SF4), -63.4 (s, 6F, CF3).
<4-(ペンタフルオロスルファネイル)ベンゾイルフルオリドの合成>
(ヘテロ)アリールチオールとして、4-メルカプトベンゾイルクロリド(32.1mg、0.2mmol)を用いて上記合成反応を行い、36時間反応させて、91%のNMR収率で、4-(ペンタフルオロスルファネイル)ベンゾイルフルオリドを得た。
Figure 0007692465000024
1H NMR (500 MHz, CD3CN) δ 8.24 - 8.17 (m, 2H), 8.07 - 8.01 (m, 2H).
19F NMR (471 MHz, CD3CN) δ 81.6 (p, 2JFF,ax = 148.3 Hz, 1F, SF), 61.5 (d, 2JFF,eq = 148.5 Hz, 4F, SF4), 19.1 (s, 1F, COF).
<4,4'-ビス(ペンタフルオロスルファニル)-1,1’-ビフェニルの合成>
(ヘテロ)アリールチオールとして、4,4'-ビフェニルジチオール(43.7mg、0.2mmol)を用い、NEtCl(132mg、0.8mmol、4当量)、AgF(584mg、4mmol、20当量)にて合成反応を行い、36時間反応させた。その後、反応混合物を濾過し、残留物をMeCNで洗浄した。洗浄液と合わせた濾液を真空で濃縮し、粗生成物をカラムクロマトグラフィー(ヘキサン)によって精製して、4,4'-ビス(ペンタフルオロスルファニル)-1,1’-ビフェニルを無色の固体として得た(46mg、収率57%)。
Figure 0007692465000025
1H NMR (400 MHz, benzene-d6) δ 7.50 - 7.33 (m, 4H), 6.85 (d, J = 8.8 Hz, 4H).
13C NMR (101 MHz, benzene-d6) δ 153.8 (p, 2JCF = 17.5 Hz), 142.2 (s), 127.6 (s), 126.7 (p, 3JCF = 4.6 Hz).
19F NMR (376 MHz, benzene-d6) δ 84.9 (p, 2JFF,ax = 152.4 Hz, 1F, SF), 63.3 (d, 2JFF,eq = 152.4 Hz, 4F, SF4).
[実施例7]
(ヘテロ)アリールチオールベンゾエート((ヘテロ)アリールチオールのベンゾイル保護体)のペンタフルオロスルファニル化は、例えば、以下の方法で行うことができる。
まず、アルゴンを満たしたグローブボックス内で、PFAバイアルにNEtCl(33.1mg、0.2mmol、1当量)、対応する(ヘテロ)アリールチオールベンゾエート(0.2mmol)、MeCN(1mL)、及びマグネチックスターラーバーを入れる。続いて、AgF(292mg、2.0mmol、10当量)を室温で当該バイアル内の撹拌している反応液に添加し、当該バイアルをスクリューキャップで閉じる。キャップを閉じてから約1分以内に、最初は黒色の懸濁液であった反応液が変化し、赤紫色の有機層を伴うオレンジ色の沈殿物が生成する。当該反応液を2~24時間撹拌して反応させる。
<4-メトキシフェニルスルファペンタフルオリドの合成>
(ヘテロ)アリールチオールベンゾエートとして、4-メトキシフェニルチオベンゾエート(49.2mg、0.2mmol)を用いて上記合成反応を行い、2時間反応させて、76%のNMR収率で、4-メトキシフェニルスルファペンタフルオリドを得た。
[実施例8]
(ヘテロ)アリールチオールトリチレートのペンタフルオロスルファニル化は、例えば、以下の方法で行うことができる。
まず、アルゴンを満たしたグローブボックス内で、PFAバイアルに対応する(ヘテロ)アリールチオールトリチレート(0.2mmol)、MeCN(1mL)、及びマグネチックスターラーバーを入れる。続いて、AgF(175mg、1.2mmol、12当量)を室温で当該バイアル内の撹拌している反応液に添加し、さらに1時間撹拌する。続いて、当該バイアルにNEtCl(16.7mg、0.1mmol、1当量)を添加し、当該バイアルをスクリューキャップで閉じる。当該反応液を2~24時間撹拌して反応させる。
<4-メトキシフェニルスルファペンタフルオリドの合成>
(ヘテロ)アリールチオールトリチレートとして、(4-メトキシフェニル)(トリチル)スルファン(38.4mg、0.1mmol)を用いて上記合成反応を行い、2時間反応させて、88%のNMR収率で、4-メトキシフェニルスルファペンタフルオリドを得た。
本発明は、SF含有アリール化合物を、比較的緩和な条件の単一ステップで合成できる製造方法を提供する。また、本発明に係る酸化的フッ素化反応では、様々なアリール化合物にSF基を導入することができるため、本発明は、医薬品や農薬の薬効成分や、有機材料等へのSF基の導入に有用である。

Claims (5)

  1. 2価以上の金属フッ化物と、第4級アンモニウムカチオン又は第4級ホスホニウムカチオンを含む有機塩とを用いた酸化フッ素化反応により、下記一般式(2)
    Figure 0007692465000026
    [式中、Aは、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基であり;-Gは、-SH、-SCN、-SF、-S-S-R(Rは、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基である)、-S-CO-R(Rは、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数2~6のアルケニル基である)、-S-R(Rは、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数2~6のアルケニル基である)、-SF-R(Rは、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数2~6のアルケニル基である)、-S-Si-(R(Rは、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数2~6のアルケニル基であり、複数あるRは、互いに同じ基であってもよく、異なる基であってもよい)、-S-PO-(R(Rは、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいヘテロアリールオキシ基、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキルオキシ基、置換基を有していてもよい炭素数2~6のアルケニルオキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数2~6のアルケニル基であり、複数あるRは、互いに同じ基であってもよく、異なる基であってもよい)、置換基を有していてもよい(N-フタルイミジル)チオ基、又は置換基を有していてもよいチアントレニウム基である]で表されるチオアリール化合物から、下記一般式(1)
    Figure 0007692465000027
    [式中、Aは前記と同じである]
    で表されるペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物を合成
    前記2価以上の金属フッ化物が、フッ化銀(II)であり、
    前記有機塩が、窒素原子に4個の炭素数1~6のアルキル基が結合しているハロゲン化テトラアルキルアンモニウムであり、
    前記ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムが、塩化テトラアルキルアンモニウム又は臭化テトラアルキルアンモニウムであり、
    前記ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムの窒素原子に結合している4個のアルキル基は、全て同じ基であってもよく、互いに異なる基であってもよい、
    ペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物の製造方法。
  2. 前記Aが、
    ハロゲン原子、アルキル基、フッ化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アシル基、シアノ基、フッ化ホルミル基、アミノ基、及びニトロ基からなる群より選択される1種以上の置換基を有していてもよいアリール基である、又は、
    ハロゲン原子、アルキル基、フッ化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アシル基、フッ化ホルミル基、シアノ基、アミノ基、及びニトロ基からなる群より選択される1種以上の置換基を有していてもよいヘテロアリール基である、
    請求項1に記載のペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物の製造方法。
  3. 前記酸化フッ素化反応を、-40~130℃で行う、請求項1又は2に記載のペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物の製造方法。
  4. 前記酸化フッ素化反応後の金属を回収する、請求項1~3のいずれか一項に記載のペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物の製造方法。
  5. 前記回収された金属をフッ素化して2価以上の金属フッ化物を再生し、
    得られた2価以上の金属フッ化物を再び前記酸化フッ素化反応に用いる、請求項4に記載のペンタフルオロスルファニル基含有アリール化合物の製造方法。
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