本发明涉及具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的制造方法。
背景技术：
具有氧二氟亚甲基骨架的化合物是作为液晶材料、医药品、它们的中间体等有用的化合物，对各种的制造方法进行着研究。
例如，在下述专利文献1中，作为有效地用作液晶材料等的中间体的物质的、末端具有卤原子的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的制造方法，记载了包括下列工序的方法。
但是，该方法需要3个工序，因而制造工序烦杂，而且中间生成物的稳定性差，存在操作困难的问题。
在下述专利文献2中，作为末端具有低级烷基的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的制造方法，记载了包括下列工序的方法。
该方法中，作为反应物质，使用昂贵且毒性高的二溴二氟甲烷和作为臭氧层破坏系数高的气体成分的溴二氟甲烷，因而反应时的操作困难，而且收率低，需要去除大量的副产物。
在下述专利文献3中，作为末端具有卤原子的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的制造方法，记载了包括下列工序的方法。
但是，该方法不仅存在使用昂贵且毒性高的二溴二氟甲烷的问题，而且收率低、需要去除大量的副产物，为了在工业上实施，需要进一步改善。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2003－525286号公报
专利文献2：日本特开2003－261478号公报
专利文献3：日本特开2013－241401号公报
技术实现要素：
发明所要解决的课题
本发明是基于上述的现有技术的现状而完成的，其主要目的在于提供一种不使用二溴二氟甲烷等难以操作的原料、通过简便的工序、不生成分离困难的杂质地以高收率制造具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的方法。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的发明人进行了深入研究。在该过程中发现通过使用硫代羧酸酯这样的特定的化合物作为原料，使其与式XFn(式中，X表示氯、溴或碘，n表示1～5的自然数)所示的化合物(本说明书中，有时将该化合物简称为氟化剂XFn)(例如五氟化碘)反应的方法，能够抑制分离困难的杂质的生成，能够通过简单的提纯工序，以良好的收率获得高纯度的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物。
本发明的发明人还发现，关于该方法中作为原料使用的硫代羧酸酯，使用卤化硫代羰基化合物作为原料，将其与特定的化合物反应，通过该方法，能够使用比较安全的原料，在温和的反应条件下，以良好的收率获得该硫代羧酸酯。本发明人进一步发现，将该反应与上述的利用氟化剂XFn(例如五氟化碘)的氟化反应组合，能够使用安全性高的原料，通过比较简单的反应工序、不生成分离困难的杂质地以高收率制造具有氧二氟亚甲基骨架的化合物。
本发明的发明人进一步发现，通过该方法得到的化合物自身就是作为液晶材料等有用的化合物。本发明的发明人更进一步发现，由该方法得到的具有反应性的原子或基团的化合物进一步与特定的芳香族硼酸化合物反应，通过该方法，能够以良好的收率导入芳环基等各种基团，所以，能够变换成作为医药品、液晶材料等有用的各种化合物等。
本发明是基于这些见解，通过进一步深入研究而完成的。
即，本发明提供下述的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的制造方法。
项1.一种通式(2)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的制造方法，
使通式(1)所示的硫代羧酸酯与式XFn(式中，X为氯、溴或碘，并且n表示1～5的自然数)所示的化合物反应，
Ar2－Z－Ar1 (2)
(式中，Ar1和Ar2相同或不同，分别表示可以具有取代基的芳环基、可以具有取代基的环烷基、或者可以具有取代基的烷基，并且Z表示基团－CF2－O－)
(式中，Ar1和Ar2同上)。
项2.如上述项1所述的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的制造方法，并且，作为得到上述通式(1)所示的硫代羧酸酯的工序，包括使通式(3)所示的卤化硫代羰基化合物与通式(4)所示的化合物反应的工序，
(式中，Ar1和Ar2同上)
(式中，Ar1同上，X表示卤原子)
Ar2－M (4)
(式中，Ar2同上，M为碱金属、一价的铜或基团－MgY1，其中，Y1为卤原子)。
项3.一种具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的制造方法，
所述具有氧二氟亚甲基骨架的化合物是通式(9－1)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物或通式(9－2)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物，
Ar5－Ar6－Z－Ar7 (9－1)
(式中，Ar5是可以具有取代基的芳环基、可以具有取代基的环烷基或可以具有取代基的烷基，Ar6是可以具有取代基的二价的烃基，Ar7是可以具有取代基的芳环基、可以具有取代基的环烷基或可以具有取代基的烷基，Z是基团－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价的烃基，Ar8是可以具有取代基的芳环基、可以具有取代基的环烷基或可以具有取代基的烷基)，
所述制造方法包括下述反应工序(I)和反应工序(II)，
反应工序(I)是使通式(1－1)所示的硫代羧酸酯与式XFn(式中，X为氯、溴或碘，并且n表示1～5的自然数)所示的化合物反应，得到通式(2－1)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的工序，
反应工序(II)是使反应工序(I)中得到的通式(2－1)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物与通式(8)所示的化合物反应，得到上述通式(9－1)或通式(9－2)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的工序，
(式中，Ar3和Ar4中的一方是具有对于硼酸化合物有反应性的基团或原子作为取代基的基团、或者具有硼酸基作为取代基的基团，另一方是可以具有取代基的芳环基、可以具有取代基的环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对于硼酸化合物有反应性的基团或原子的化合物的情况下，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况下，D表示对于硼酸化合物有反应性的基团，Ar5表示可以具有取代基的芳环基、可以具有取代基的环烷基或可以具有取代基的烷基)。
项4.如上述项3所述的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的制造方法，并且，作为得到通式(1－1)所示的硫代羧酸酯的工序，包括使通式(3－1)所示的卤化硫代羰基化合物与通式(4－1)所示的化合物反应的工序，
(式中，Ar3和Ar4同上)
(式中，Ar4同上，X表示卤原子)
Ar3－M (4－1)
(式中，Ar3同上，M为碱金属、一价的铜或基团－MgY1，其中，Y1为卤原子)。
项5.如上述项3或4所述的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的制造方法，
硼酸基是下述式(a)所示的基团，
(式中，M2和M3相同或不同，分别表示氢原子、低级烷基或一价金属原子，或者M2和M3也可以相互键合，形成二价的脂肪族烃基，与硼原子一起形成环状结构)。
下面，对本发明的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的制造方法进行具体说明。
(I)硫代羧酸酯的氟化反应工序
本发明中，使用下述通式(1)所示的硫代羧酸酯作为原料，通过使其与氟化剂XFn反应，能够得到通式(2)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物。
(式中，Ar1和Ar2相同或不同，分别表示可以具有取代基的芳环基、可以具有取代基的环烷基、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表示基团－CF2－O－)。
作为氟化剂XFn，可以例示IF5、BrF3和ClF3。氟化剂XFn特别优选IF5。
根据该方法，通过使用上述通式(1)所示的硫代羧酸酯这样的特定的化合物作为原料，利用氟化剂XFn(特别优选五氟化碘(IF5))这样的特定的氟化剂将其氟化，能够抑制难以分离的杂质的生成，以良好的收率得到高纯度的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物。而且，作为氟化剂使用的五氟化碘是没有爆炸性、沸点100.5℃、熔点9.4℃的容易操作的液体，是工业上有用的氟化剂。
在上述通式(1)中，在Ar1和Ar2所示的基团中，作为可以具有取代基的芳环基，能够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。作为可以具有取代基的环烷基中的环烷基，能够例示环己基、环戊基、环丁基等碳原子数4～6的环烷基。作为可以具有取代基的烷基中的烷基，能够例示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、异己基、3－甲基戊基等碳原子数1～6的直链状或支链状的烷基。这些各基团中的取代基只要是相对于后述的氟化剂XFn(特别优选五氟化碘)的氟化反应是非活性的取代基即可，没有特别限定。另外，通过后述的通式(3)所示的卤化硫代羰基化合物与通式(4)所示的化合物反应制作上述通式(1)所示的硫代羧酸酯的情况下，只要是对于该反应也是非活性的取代基即可。作为这样的取代基的具体例，能够例示烷基、环烷基、氟代烷基、烷氧基、氟代烷氧基、芳环基、卤原子、－SF5、硼酸基等。本说明书中，取代基的个数可以为1个或者以上。本说明书中“低级”意指碳原子数在6个左右以下。
其中，作为烷基和环烷基，能够例示与上述的各基团相同的基团。作为氟代烷基，能够例示碳原子数1～6左右的直链状或者支链状的低级烷基的氢元素的一部分或者全部被氟原子取代的氟代烷基。作为烷氧基，能够例示碳原子数1～6左右的直链状或者支链状的低级烷氧基。作为氟代烷氧基，能够例示碳原子数1～6左右的直链状或者支链状的低级烷基的氢原子的一部分或者全部被氟原子取代的氟代烷氧基。作为取代基的芳环基，能够例示苯基、萘基等，这些芳环基还可以进一步具有对于反应是非活性的取代基。
硼酸基是下述式(a)所示的基团。
在该硼酸基中，M2和M3相同或不同，分别表示氢原子、低级烷基或一价金属原子。并且，M2和M3可以相互键合，形成二价的脂肪族烃基，与硼原子一起形成环状结构。作为这样的二价的脂肪族烃基，能够例示碳原子数2～6左右的直链状或者支链状的脂肪族烃基。
在上述式(a)所示的硼酸基中的，M2和M3所示的原子或者基团之中，作为低级烷基，能够例示与上述的作为取代基的烷基同样的基团。作为一价金属原子，能够例示Na、K、Li等碱金属。
在M2与M3键合形成二价的脂肪族烃基的情况下，作为(a)所示的硼酸基的具体例，能够例示下述式所示的基团。
上述的各种基团例如能够通过硼酸与乙二醇或频哪醇反应容易地得到。
其中，将具有硼酸基作为取代基的化合物作为原料的情况下，虽然有时形成部分脱水缩合的状态，但本发明也可以将这样的缩合体状态的化合物、例如三聚体等作为原料使用。
本发明中，作为Ar1和Ar2，优分别选可以具有取代基的芳环基。
在上述的Ar1所示的基团中，作为可以具有取代基的芳环基的具体例，能够例示后述通式(I)所示的基团。
在上述通式(I)中，L1～L4相同或不同，分别表示氢原子、氟原子或者低级烷基。在这些基团之中，作为低级烷基，能够例示与上述的Ar1和Ar2中的低级烷基同样的基团。A1表示氢原子、氟原子、烷氧基、氟代烷基、氟代烷氧基或者SF5。在这些之中，作为烷氧基、氟代烷基和氟代烷氧基，能够例示与上述的Ar1和Ar2中的各基团同样的基团。
上述通式(I)中，苯环上L1～L4和A1的取代位置不限定于通式(I)所记载的位置，可以是苯环上的任意位置。
作为上述的通式(I)所示的基团的例子，能够列举苯基、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所示的基团之中，作为可以具有取代基的芳环基的具体例，能够例示下述通式(II)所示的基团。
在上述通式(II)中，L5～L8分别相同或不同，表示氢原子、氟原子或低级烷基。在这些基团之中，作为低级烷基，能够例示与上述的Ar1和Ar2中的低级烷基同样的基团。A2表示卤原子、低级烷基、环烷基或者芳环基，环烷基和芳环基还可以进一步含有低级烷基、可以具有取代基的芳环基等作为取代基。在这些基团之中，作为卤原子，能够例示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子，作为低级烷基，能够例示与上述的Ar1和Ar2中的低级烷基同样的基团。作为芳环基，能够例示苯基、萘基等，作为可以具有取代基的芳环基，能够例示具有低级烷基、环烷基、卤原子、苯基等作为取代基的芳环基，作为取代基的苯基可以进一步具有卤原子作为取代基。这些基团中的低级烷基、环烷基、卤原子是与Ar1和Ar2中的各基团同样的基团。
上述通式(II)中，苯环上L5～L8和A2的取代位置不限定于通式(II)所记载的位置，可以是苯环上的任意位置。
作为上述通式(II)所示的基团的具体例，能够例示苯基、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－环丁基苯基、4－环戊基苯基、4－环己基苯基、4－(4－丙基环己基)苯基、联苯基、3,5－二氟联苯基、4'－甲基联苯基、4'－乙基联苯基、4'－丙基联苯基、4'－丁基联苯基、4'－戊基联苯基、4'－己基联苯基、4'－环己基联苯基、联三苯基、2,6－二氟联三苯基－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'－氯联苯基、4'－溴联苯基、4'－碘联苯基、4'－氯－3－氟联苯基、4'－溴－3－氟联苯基、4'－碘－3－氟联苯基、4'－氯－3,5－二氟联苯基、4'－溴－3,5－二氟联苯基、4'－碘－3,5－二氟联苯基等。
将Ar1为上述通式(I)所示的基团、Ar2为上述通式(II)所示的基团的芳香基硫代羧酸芳香基酯作为原料的情况下，特别是在后述条件下使用氟化剂XFn(特别优选五氟化碘)进行氟化的情况下，不易产生分离困难的杂质，并且能够通过柱层析、重结晶等常规的分离手段简单地提纯，能够容易地得到高纯度的目的物。
在上述反应中，氟化剂XFn(特别优选五氟化碘(IF5))的使用量相对于通式(1)所示的硫代羧酸酯1摩尔，优选为0.2摩尔～20摩尔左右，更优选0.3摩尔～5摩尔左右，进一步优选0.4摩尔～2摩尔左右。反应温度没有特别限定，通常为－20℃～200℃左右、优选为0℃～100℃左右即可。
反应时间因反应条件而有所不同，不能一概而论，通常为5分钟～300小时左右的范围。
反应溶剂根据需要使用即可，优选使用。作为反应溶剂，可以列举戊烷、己烷、庚烷、环己烷、石油醚等脂肪族溶剂，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、聚氯三氟乙烯等卤代脂肪族溶剂，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－丁内酯、碳酸丙烯酯等酯溶剂，乙腈、丙腈等腈溶剂，苯、氯苯、甲苯、二氯苯、氟苯、硝基苯等芳香族溶剂，二乙基醚、二丙基醚、四氢呋喃、2－甲基四氢呋喃、四氢吡喃、4－甲基四氢吡喃、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚等醚溶剂，N,N－二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(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，能够单独使用或作为任意2种以上的混合物使用。
本发明中，特别优选通式(1)所示的硫代羧酸酯与五氟化碘的反应在有机碱和HF的至少一方的存在下进行，更优选在有机碱和HF双方的存在下进行。由此，能够大幅度提高下述通式(2)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的收率。
Ar2－Z－Ar1 (2)
(式中，Ar1、Ar2和Z同上)。
作为有机碱，能够使用脂肪族胺(伯胺、仲胺、叔胺)、脂环式胺(仲胺、叔胺)、芳香族胺(伯胺、仲胺、叔胺)、杂环胺等。这些有机碱能够单独使用一种或者二种以上混合使用。这些有机碱的具体例如下。
作为脂肪族伯胺，可以例示甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、环己胺、乙二胺等；
作为脂肪族仲胺，可以例示二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、二环己胺等；
作为脂肪族叔胺，可以例示三甲胺、三乙胺、二异丙基乙胺、N,N,N',N'－四甲基乙二胺等。
作为脂环式仲胺，可以例示哌啶、哌嗪、吡咯烷、吗啉；
作为脂环式叔胺，可以例示N－甲基哌嗪、N－甲基吡咯烷、5－二氮杂双环[4.3.0]壬－5－烯、1,4－二氮杂双环[2.2.2]辛烷。
作为芳香族胺，可以例示苯胺、甲基苯胺、二甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、卤代苯胺、硝基苯胺等。
作为杂环胺，可以列举吡啶、嘧啶、哌嗪、喹啉、咪唑等。
另外，作为有机碱，还可以例示聚烯丙胺、聚乙烯吡啶等聚合物载持胺化合物。
有机碱的使用量可以从催化剂量至大过量的范围内选取，但相对于通式(1)所示的硫代羧酸酯1摩尔，优选为0.5～5摩尔左右，更优选为0.6摩尔～4摩尔左右，进一步优选为0.8～3摩尔左右。
HF的使用量可以从催化剂量至大过量的范围内选取，但相对于有机碱1摩尔优选为1～10摩尔左右，更优选为1～5摩尔左右。
有机碱和HF可以分别单独添加，或者还可以以有机碱的氢氟酸盐的形态添加。
在作为氟化剂XFn使用五氟化碘、且作为碱使用吡啶的情况下，可以将五氟化碘以与吡啶和氟化氢的固体的复合体的形态使用。该复合体中，在不明显阻碍氟化反应的程度内，可以含有没有构成IF5－吡啶－HF复合体的、IF5、吡啶、HF或者它们的组合。
上述复合体例如能够通过向由吡啶50摩尔％和无水氟化氢50摩尔％构成的混合物中加入五氟化碘(IF5)进行混合而得到，由各自等摩尔量构成的IF5－吡啶－HF的复合体是固体，是容易操作的化合物，因此通过使用该复合体作为氟化剂，能够使硫代羧酸酯的氟化反应的操作变得简便，能够以良好的效率进行反应。
通过上述方法，能够以高收率得到通式(2)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物。
Ar2－Z－Ar1 (2)
(式中，Ar1和Ar2同上，Z是基团－CF2－O－)。
通过上述方法得到的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物可以根据需要通过急冷、萃取、干燥、硅胶柱层析、重结晶等公知的方法提纯后回收。
在上述方法中，对于作为原料使用的下述通式(1)所示的硫代羧酸酯的制造方法没有特别限定，例如能够通过将氯代硫代甲酸酯与芳香族化合物反应的方法(H.Viola,et al.,Chem.Ber.,101,3517(1968))、利用二硫代碳酸酯或者硫代碳酸酯对碳负离子进行处理的方法(Liebigs Ann.Chem.,1973,1637)、使正酸酯与硫化氢进行反应的方法(A.Ohno,et al.,Tetrahedron Lett.,1968,2083)、利用五硫化二磷或者Lawesson反应剂对羧酸酯进行处理的方法(Synthesis,1973,149；Bull.Chem.Soc.Belg.,87,293(1987))、使氯化硫代羧酸与醇或者酚反应的方法(S.Scheithauer et al.,Chem.Ber.,98,838(1965))、使腈与醇反应接着与硫化氢反应的方法(Liebigs Ann.Chem.,1974,671)、利用硫和醇对甲基芳香族化合物进行处理的方法(Z.Chem.,6,108(1966))、使硫代酰基二硫化物与醇化物反应的方法(K.A.Latif et al.,Tetrahedron,26,4247(1970))等各种公知的方法得到。在本发明中，例如，通过使用卤化硫代羰基化合物作为原料、使它与特定的通式所示的化合物反应的方法，能够使用比较安全的原料，通过简单的制造工序，以高收率得到硫代羧酸酯。以下，对于该方法进行具体说明。
(II)硫代羧酸酯的制造工序
该工序中，使用下述通式(3)所示的卤化硫代羰基化合物和通式(4)所示的化合物作为原料，通过这些化合物的反应，得到上述通式(1)所示的硫代羧酸酯。
(式中，Ar1同上，X表示卤原子)，
Ar2-M (4)
(式中，Ar2同上，M表示碱金属、一价的铜或基团团-MgY1(Y1是卤原子))，
(式中，Ar1和Ar2同上)。
根据该方法，能够不使用二溴二氟甲烷、溴二氟甲烷等难以操作的原料，而是使用比较安全的原料，通过简单的制造工序、以高收率得到硫代羧酸酯。
下面，首先，对该工序中使用的原料化合物进行说明。
(i)卤化硫代羰基化合物
作为原料使用的通式(3)所示的卤化硫代羰基化合物中，
Ar1是可以具有取代基的芳环基、可以具有取代基的环烷基或可以具有取代基的烷基，具体与通式(1)中的Ar1相同。作为通式(3)中的Ar1的具体例，能够列举与通式(1)中的Ar1的具体例同样的基团。
在上述通式(3)中，作为X所示的卤原子，能够例示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等，特别优选氯原子。
(ii)通式(4)的化合物
上述反应所使用的原料之中，在通式(4)中，
Ar2-M (4)
Ar2是可以具有取代基的芳环基、可以具有取代基的环烷基或可以具有取代基的烷基，具体与通式(1)中的Ar2相同。
其中，在通式(4)的化合物中，在M是基团-MgY1的情况下，作为取代基的卤原子优选氟原子、氯原子等。
在上述通式(4)中，M为碱金属的化合物、即通式(4')：Ar2-M1(式中，Ar2同上，M1为碱金属)所示的碱金属化合物，可以通过使通式(5)：Ar2-Y2(式中，Ar2同上，Y2是氟以外的卤原子或者氢原子)所示的卤化物与通式(6)：R-M1(式中，R是烷基或者苯基，M1是碱金属)所示的有机碱金属化合物反应而得到。这里，作为M1所示的碱金属，能够例示Li、Na、K等。
在通式(5)：Ar2-Y2所示的卤化物中，作为Y2所示的氟以外的卤原子的具体例，能够例示氯原子、溴原子、碘原子等。
在通式(6)：R-M1所示的有机碱金属化合物中，R是烷基或者苯基。作为烷基，例如能够例示碳原子数1～5左右的直链状或者支链状的烷基。
通式(6)：R-M1所示的有机碱金属化合物的使用量，相对于通式(5)：Ar2-Y2所示的卤化物1摩尔，在0.9～5.0摩尔左右即可，优选为0.9～1.5摩尔左右。
通式(5)：Ar2-Y2所示的卤化物与通式(6)：R-M1所示的有机碱金属化合物的反应优选在对于反应非活性的非质子性有机溶剂中进行。作为非质子性有机溶剂，例如能够例示四氢呋喃、二乙基醚、2－甲基四氢呋喃、二丁基醚、叔丁基甲基醚、环戊基甲基醚、二甲氧基乙烷、二噁烷、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、庚烷等。这些非质子性有机溶剂可以根据需要将二种以上混合使用。
关于反应溶剂中的原料浓度没有特别限定，例如，作为通式(5)：Ar2-Y2所示的卤化物的浓度，在0.1mol/L～3mol/L的程度即可。
通式(5)：Ar2-Y2所示的卤化物与通式(6)：R-M1所示的有机碱金属化合物的反应时的反应温度优选在室温以下，更优选设定在－78℃～2℃左右。
反应时的压力没有特别限定，通常可以在常压下进行反应。反应时的气氛没有特别限定，通常优选在氮、氩等非活性气体气氛。反应时间没有特别限定，通常设定为5分钟～10小时的程度即可。
根据上述方法，能够得到通式(4')：Ar2-M1(式中，Ar2和M1同上)所示的碱金属化合物。
通过使通过上述方法得到的通式(4')：Ar2-M1所示的碱金属化合物与通式(3)所示的卤化硫代羰基化合物反应，能够得到作为目的的通式(1)所示的硫代羧酸酯。
(式中，Ar1和Ar2同上)。
作为其他的方法，使通式(4')：Ar2-M1(式中，Ar2和M1同上)所示的碱金属化合物与一价的铜化合物反应，转变成通式(4”)：Ar2-Cu(式中，Ar2同上)所示的化合物后，使其与通式(3)所示的卤化硫代羰基化合物反应，通过该方法，能够进一步提高通式(1)所示的硫代羧酸酯的收率。
通式(4”)：Ar2-Cu所示的铜化合物可以通过使通式(4')：Ar2-M1所示的碱金属化合物与一价的铜化合物反应而得到。该反应中，作为一价的铜化合物，可以使用氯化铜、溴化铜、碘化铜等卤化铜，氰化铜(CuCN)等。
一价的铜化合物的使用量，相对于通式(4')：Ar2-M1所示的碱金属化合物1摩尔，设定在0.1～5摩尔左右即可，优选为0.7～1.2摩尔左右。
通式(4')：Ar2-M1所示的碱金属化合物与一价的铜化合物的反应优选在非质子性有机溶剂中进行。作为非质子性有机溶剂，例如能够使用与上述的通式(5)：Ar2-Y2所示的卤化物与通式(6)：R-M1所示的有机碱金属化合物的反应所使用的溶剂同样的溶剂。
溶剂中的原料浓度没有特别限定，例如，作为通式(4')：Ar2-M1所示的碱金属化合物的浓度，设定为0.1mol/L～3mol/L的程度即可。
通式(4')：Ar2-M1所示的碱金属化合物与一价的铜化合物的反应的反应温度优选设定在室温以下，更优选设定为－78℃～室温左右，进一步优选设定为－30～2℃左右。
反应时的压力没有特别限定，通常可以在常压下进行反应。反应时的气氛没有特别限定，通常优选在氮、氩等非活性气体气氛。反应时间通常设定为5分钟～10小时左右即可。
通过上述方法，能够得到通式(4)：Ar2-M所示的金属化合物之中M为Cu的化合物，即，通式(4”)：Ar2-Cu所示的铜化合物。
在上述通式(4)中，M为基团：-MgY1的化合物、即通式(4”')：Ar2-MgY1(式中，Ar2同上，Y1是卤原子)所示的格氏化合物，可以通过使通式(7)：Ar2-Y1(式中，Ar2和Y1同上)所示的卤化物与镁化合物反应得到。这里，作为Y1所表示的卤原子，能够例示氯、溴、碘等。
作为能够在反应中使用的镁化合物，只要是能够与通式(7)：Ar2-Y1所示的卤化物反应形成格氏化合物的化合物即可，没有特别限定。作为这样的镁化合物的具体例，能够例示金属镁、i-PrMgCl(异丙基氯化镁)、i-PrMgBr(异丙基溴化镁)、由n-BuLi与i-PrMgCl或i-PrMgBr制备的酸根型配合物i-PrBu2MgLi等。
镁化合物的使用量相对于通式(7)：Ar2-Y1所示的卤化物1摩尔，设定为1～10摩尔左右即可，优选设定为1～2摩尔左右。
通式(7)：Ar2-Y1所示的卤化物与镁化合物的反应通常优选在对于反应非活性的非质子性溶剂中进行。作为非质子性溶剂，例如能够使用与通式(5)：Ar2-Y2所示的卤化物与通式(6)：R-M1所示的有机碱金属化合物的反应中所使用的溶剂同样的溶剂。
反应溶剂中的原料浓度没有特别限定，例如，作为通式(7)：Ar2-Y1所示的卤化物的浓度，设定为0.5～10mol/L左右即可。
在通式(7)：Ar2-Y1所示的卤化物与镁化合物的反应中，反应温度优选设定为0～100℃左右，更优选设定为20～70℃左右。
反应时的压力没有特别限定，通常可以在常压下进行反应。反应时的气氛没有特别限定，通常优选为氮、氩等非活性气体气氛。反应时间通常设定为30分钟～10小时左右即可。
通式(7)：Ar2-Y1所示的卤化物与镁化合物的反应通过在LiCl、碘、二溴乙烷等的存在下进行，能够进一步提高通式(4”')：Ar2-MgY1所示的格氏化合物的收率。这些化合物的使用量，相对于通式(7)：Ar2-Y1所示的卤化物1摩尔，优选设定为1.0～5.0摩尔左右，更优选设定为1.0～1.2摩尔左右。
通过上述方法，能够得到通式(4”')：Ar2-MgY所示的格氏化合物。
(iii)反应方法
如上所述，在该反应工序中，通过使通式(3)所示的卤化硫代羰基化合物与通式(4)所示的化合物反应，能够得到通式(1)所示的硫代羧酸酯。
(式中，Ar1同上，X表示卤原子)，
Ar2-M (4)
(式中，Ar2同上，M表示碱金属、一价的铜或基团-MgY1)，
(式中，Ar1和Ar2同上)。
通式(4)：Ar2-M所示的化合物的使用量，相对于通式(3)所示的卤化硫代羰基化合物1摩尔，设定为0.8～2摩尔左右即可，优选设定为0.9～1.2摩尔左右。特别是在M为碱金属或者一价铜的情况下，通式(4)：Ar2-M所示的化合物的使用量，相对于通式(3)所示的卤化硫代羰基化合物1摩尔，优选设定为1～1.5摩尔左右，更优选设定为1～1.2摩尔左右。
在上述的反应工序中，特别是作为通式(4)：Ar2-M所示的化合物中，从抑制副产物生成的观点出发，优选M为碱金属、特别是Li的化合物。
通式(2)所示的卤化硫代羰基化合物与通式(4)：Ar2-M所示的化合物的反应，优选在非质子性有机溶剂中进行。作为非质子性有机溶剂，例如能够使用与通式(5)：Ar2-Y2所示的卤化物与通式(6)：R-M1所示的有机碱金属化合物的反应中所使用的溶剂同样的溶剂。
反应溶剂中的原料浓度没有特别限定，例如，作为通式(3)所示的卤化硫代羰基化合物的浓度，设定为0.1mol/L～3mol/L左右即可。
关于卤化硫代羰基化合物与通式(4)所示的化合物的反应的反应温度，在通式(4)：Ar2-M所示的化合物中M为碱金属或者一价铜的情况下，优选设定为室温以下，更优选设定为－30～2℃左右。另外，在通式(4)：Ar2-M所示的化合物中，M为基团：-MgY1的情况下，优选设定为－78℃～室温左右，更优选设定为－50～0℃左右。
反应时的压力没有特别限定，通常可以在常压下进行。反应时的气氛没有特别限定，通常优选为氮、氩等非活性气体气氛。反应时间通常设定为5～10小时左右即可。
根据上述方法，能够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)。
特别是在使用通式(4)：Ar2-M所示的化合物中M为Cu的化合物的情况下，即使用通式(4”)：Ar2-Cu所示的铜化合物的情况下，能够以特别良好的收率得到通式(1)所示的硫代羧酸酯。
上述反应工序中，特别是通过使通式(3)所示的卤化硫代羰基化合物与通式(4)：Ar2-M所示的化合物的反应在催化剂的存在下进行，能够进一步提高通式(1)所示的硫代羧酸酯的收率。特别是在通式(4)：Ar2-M所示的化合物是通式(4')：Ar2-M1所示的碱金属化合物的情况下，能够大幅提高通式(1)所示的硫代羧酸酯的收率。
作为催化剂，在通式(4)：Ar2-M所示的化合物中M为碱金属或者一价铜的情况下，能够使用3价的铁化合物、2价的镍化合物等，可以将这些化合物单独使用一种或者将二种以上混合使用。作为这些化合物的具体例，作为3价的铁化合物，能够例示三(2,4－戊二酮合)铁(III)、氯化铁等，作为2价的镍化合物，能够例示氯化镍等。这些催化剂的使用量，相对于通式(3)所示的卤化硫代羰基化合物1摩尔，优选为0.03摩尔左右以上。催化剂的使用量的上限没有特别限定，但即使过量使用也不会提高效果，在成本上是不利的，所以相对于卤化硫代羰基化合物1摩尔，优选为0.5摩尔左右以下，更优选为0.1摩尔左右以下。
另外，在通式(4)：Ar2-M所示的化合物中M为基团：-MgY1的情况下，作为催化剂，可以使用3价的铁化合物、1价或2价的铜化合物、2价的镍化合物、2价的锌化合物、2价的钴化合物等，可以将这些化合物一种单独使用或者将二种以上混合使用。作为这些化合物的具体例，作为3价的铁化合物，能够例示三(2,4-戊二酮合)铁(III)、氯化铁等，作为1价或2价的铜化合物，能够例示氯化铜、溴化铜、碘化铜等卤化铜：氰化铜(CuCN)、氯化铜、四氯铜(II)二锂(Li2CuCl4)等，作为2价的镍化合物，能够例示氯化镍等，作为2价的锌化合物，能够例示氯化锌等，作为2价的钴化合物，能够例示氯化钴等。这些催化剂的使用量，相对于通式(3)所示的卤化硫代羰基化合物1摩尔，优选为0.01～2.00摩尔左右，更优选为0.01～0.10摩尔左右。
本发明中，通过上述方法，使通式(3)所示的卤化硫代羰基化合物与通式(4)所示的化合物直接反应，能够得到通式(1)所示的硫代羧酸酯。
(式中，Ar1同上，X表示卤原子)，
Ar2-M (4)
(式中，Ar2同上，M表示碱金属、一价的铜或者基团：-MgY)，
(式中，Ar1和Ar2同上)。
然而，也可以作为该方法的替代，将作为通式(4)所示的化合物的原料的通式(5)：Ar2-Y2或者通式(7)：Ar2-Y1所示的卤化物作为原料，通过连续的反应，得到通式(1)所示的硫代羧酸酯。
例如，在通式(4)：Ar2-M中，在M为碱金属或者一价铜的情况下，通过使作为通式(4)：Ar2-M所示的金属化合物的原料的通式(5)：Ar2-Y2所示的卤化物与通式(6)：R-M1所示的有机碱金属化合物反应，之后，根据需要使所得到的生成物与一价的铜化合物反应，之后，接着添加下述通式(3)所示的卤化硫代羰基化合物进行反应，通过该方法，能够得到通式(1)所示的硫代羧酸酯。
(式中，Ar1表示可以具有取代基的芳环基，X表示卤原子)，
(式中，Ar1和Ar2同上)。
另外，在通式(4)Ar2-M中，M为基团：-MgY1的情况下，通过使作为通式(4”')：Ar2-MgY1所示的格氏化合物的原料的通式(7)：Ar2-Y1所示的卤化物与镁化合物反应，之后，使反应生成物与通式(3)所示的卤化硫代羰基化合物反应，通过该方法，也能够得到通式(1)所示的硫代羧酸酯。
(式中，Ar1和X同上)，
(式中，Ar1和Ar2同上)。
在这些方法中，能够不分离作为中间生成物的通式(4')：Ar2-M1所示的碱金属化合物、通式(4”)：Ar2-Cu所示的铜化合物、通式(4”')：Ar2-MgY所示的格氏化合物等，通过连续的方法以良好的收率得到作为目的的通式(1)所示的硫代羧酸酯。该方法的各反应工序中的反应条件设定为与之前的各反应工序的反应条件同样的条件即可。
通过上述方法得到的硫代羧酸酯可以根据按照需要通过硅胶柱层析法、重结晶等公知的方法提纯后回收。
通过上述方法得到的通式(1)的硫代羧酸酯能够进一步供应于将上述的氟化剂XFn(特别优选五氟化碘(IF5))作为氟化剂的氟化反应工序，在几乎不生成难以分离的杂质的条件下，以高收率合成通式(2)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物。
所以，通过将硫代羧酸酯的制造工序与以氟化剂XFn(特别优选五氟化碘(IF5))作为氟化剂的氟化反应工序组合实施，能够使用安全性较高的原料，通过工业上有利的方法，以高收率得到具有氧二氟亚甲基骨架的化合物。
通过上述方法得到的通式(2)：
Ar2－Z－Ar1 (2)
(式中，Ar1、Ar2和Z同上)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物是作为液晶材料、医药品、它们的中间体等有用的化合物。
另外，在通式(2)中，Ar1或Ar2为对于硼酸化合物有反应性的基团或原子、或者具有硼酸基作为取代基的基团的情况下，通过进一步使通式(2)的化合物与硼酸化合物、或者具有对于硼酸化合物有反应性的基团或原子的化合物反应，发生耦联反应，能够进一步向上述通式(2)的化合物中导入可以具有取代基的芳环基等其他的基团。通过该方法得到的化合物是例如作为液晶材料等有用的各种化合物。以下，对于该反应进行具体的说明。
(III)耦联反应工序
在该反应工序中，作为原料，使用在硫代羧酸酯的氟化反应工序中得到的通式(2)所示的化合物之中，Ar1和Ar2的一方为具有对于硼酸化合物有反应性的基团或原子作为取代基的基团、或者具有硼酸基作为取代基的基团的化合物。以下，对于在该反应工序中使用的原料进行说明。
(i)具有氧二氟亚甲基骨架的化合物
作为用作原料的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物，能够使用通式(2－1)所示的化合物。
Ar3－Z－Ar4 (2－1)
在上述通式(2－1)中，Z是基团：－CF2－O－。Ar3和Ar4中的一方是具有对于硼酸化合物有反应性的基团或原子作为取代基的基团、或者具有硼酸基作为取代基的基团，另一方是可以具有取代基的芳环基、可以具有取代基的环烷基或可以具有取代基的烷基。
在这些基团之中，作为具有对于硼酸化合物有反应性的基团或原子作为取代基的基团，可以是通式(2)中Ar1和Ar2所示的基团内，具有对于硼酸化合物有反应性的基团或原子作为取代基的芳环基、环烷基或者烷基。作为对于硼酸化合物有反应性的基团或原子的具体例，能够例示氯、溴、碘等卤原子。
作为具有硼酸基作为取代基的基团，可以是通式(2)中Ar1和Ar2所示的基团内，具有下述式(a)所示的硼酸基作为取代基的芳环基、环烷基或者烷基。
其中，将具有硼酸基作为取代基的化合物作为原料的情况下，有时形成部分脱水缩合的状态，但本发明中，这样的缩合体的状态的化合物也能够作为原料使用。
上述的对于硼酸化合物有反应性的基团或原子、和硼酸基分别可以直接在芳环基、环烷基或者烷基上取代，除此以外，还可以进一步与对于这些基团的取代基键合。
作为Ar3和Ar4之中的另一方基团的、可以具有取代基的芳环基、可以具有取代基的环烷基或可以具有取代基的烷基，只要是通式(2)中Ar1或Ar2所示的基团内、不具有对于硼酸化合物有反应性的基团或原子以及硼酸基的任意一种作为取代基的基团即可。
作为上述通式(2－1)所示的化合物，优选Ar3和Ar4的一方是具有对于硼酸化合物有反应性的基团或原子作为取代基的基团的化合物，特别优选Ar3是具有对于硼酸化合物有反应性的基团或原子作为取代基的基团的化合物。
上述通式(2－1)所示的化合物可以通过将通式(1)所示的化合物之中Ar2为Ar3、Ar1为Ar4的化合物、即通式(1－1)所示的硫代羧酸酯作为原料，与上述方法同样地通过利用氟化剂XFn(特别优选五氟化碘)进行氟化而得到。
(式中，Ar3和Ar4同上)。
进一步，上述通式(1－1)所示的硫代羧酸酯可以通过将通式(4)所示的化合物之中Ar2为Ar3的通式(4－1)所示的化合物作为原料，与上述方法同样地与通式(3－1)所示的卤化硫代羧酸化合物反应而得到。
Ar3-M (4－1)
(式中，Ar3同上，M为碱金属、一价的铜或基团：-MgY1)，
(式中，Ar4同上，X表示卤原子)。
作为上述通式(2－1)所示的化合物的具体例，能够例示下述通式(2a)所示的化合物。
在通式(2a)中，Z是基团：－CF2－O－。L1～L8相同或不同，分别表示氢原子、氟原子或者低级烷基。在这些基团之中，作为低级烷基，能够例示与上述的Ar1以和Ar2中的低级烷基同样的基团。
A1表示氢原子、氟原子、烷氧基、氟代烷基、氟代烷氧基或者SF5。这些之中，作为烷氧基，能够例示与上述Ar1和Ar2中的氟代烷基同样的基团。作为氟代烷基，能够例示与上述Ar1和Ar2中的氟代烷基同样的基团，优选CF3。作为氟代烷氧基，还能够例示与上述Ar1和Ar2中的氟代烷氧基同样的基团，优选-OCF3。
A3表示氟以外的卤原子、或者具有氟以外的卤原子作为取代基的低级烷基、环烷基或苯基。
在上述通式(2a)中，各苯环上的L1～L4和A1的取代位置、以及L5～L8和A3的取代位置分别都不限定于通式(2a)所记载的位置，是任意的。
在上述通式(2a)中，作为通式(2－1)中的Ar4所对应的基团的下述式
所示的基团的具体例，与上述通式(I)所示的基团的具体例相同。
另外，在通式(2a)中，作为通式(2－1)中的Ar3所对应的基团的下述式
所示的基团的具体例，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'－氯联苯基、4'－溴联苯基、4'－碘联苯基、4'－氯－3－氟联苯基、4'－溴－3－氟联苯基、4'－碘－3－氟联苯基、4'－氯－3,5－二氟联苯基、4'－溴－3,5－二氟联苯基、4'－碘－3,5－二氟联苯基等。
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对于硼酸化合物有反应性的原子或者基团的化合物，通过依照后述条件与硼酸化合物反应，发生耦联反应，能够导入硼酸化合物所含的芳环基或其他的基团。
上述通式(2a)所示的化合物可以通过将下述通式(1a)所示的芳基硫代羧酸芳基酯作为原料，利用氟化剂XFn(特别优选五氟化碘(IF5))将其氟化的方法而得到。
上述通式(1a)中的L1～L8、A1和A3同上。关于通式(1a)的化合物与五氟化碘的反应条件，与上述的通式(1)的硫代羧酸酯与五氟化碘的反应相同。
另外，关于通式(1a)所示的芳基硫代羧酸芳基酯，可以通过使下述通式(3a)所示的卤化硫代羰基化合物与通式(4a)所示的芳基化合物反应而得到。
(式中，L1～L4以及A1同上，X是卤原子)，
(式中，L5～L8和A3同上，M表示碱金属、一价的铜或基团：-MgY1(Y1是卤原子))。
通式(3a)中的X所示的卤原子与通式(3)同样，通式(4a)中的M与通式(4)同样。
通式(3a)所示的卤化硫代羰基化合物与通式(4a)所示的芳基化合物的反应可以通过和通式(3)的卤化硫代羰基化合物与通式(4)所示的化合物的反应同样的方法进行。
通式(4a)所示的芳基化合物中M为碱金属的芳基化合物、即通式(4a')所示的芳基化碱金属化合物能够通过使下述通式(5a)所示的卤化芳基化合物与通式(6)：R-M1(式中，R为烷基或苯基，M1为碱金属)所示的有机碱金属化合物反应而得到。
(式中，L5～L8和A3同上，M1为碱金属)，
(式中，L5～L8和A3同上，Y2是除F以外的卤原子或者氢原子)。
通式(5a)中的Y2与上述通式(5)中的Y2同样。
通式(5a)所示的卤化芳基化合物与通式(6)所示的有机碱金属化合物的反应，可以通过和通式(5)的卤化物与通式(6)所示的有机碱金属化合物的反应同样的方法进行。
进一步，通式(4a)所示的芳基化合物之中M为一价铜的芳基化合物、即下述通式(4a”)所示的芳基化铜合物可以通过使下述通式(4a')所示的芳基化碱金属化合物与一价的铜化合物反应而得到。
(式中，L5～L8和A3同上)，
(式中，L5～L8、A3和M1同上)。
通式(4a')所示的芳基化碱金属化合物与一价的铜化合物的反应可以通过和上述通式(4')：Ar2-M1所示的芳基化碱金属化合物与一价的铜化合物的反应同样的方法进行。
上述通式(4a)中M为基团：-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过下述通式(7a)所示的卤化芳基化合物与镁化合物反应而得到。
(式中，L5～L8和A3同上，Y1为卤原子)，
(式中，A3、L5～L8和Y1同上)。
通式(7a)所示的卤化芳基化合物与镁化合物的反应可以通过和通式(7)：Ar2-Y1所示的卤化物与镁化合物的反应同样的方法进行。
(ii)通式(8)的化合物
作为与上述通式(2－1)所示的化合物进行耦联反应的化合物，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对于硼酸化合物有反应性的基团或原子的化合物的情况下，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况下，D表示对于硼酸化合物有反应性的基团。
其中，硼酸基能够例示与上述式(a)所表示的基团同样的基团。
在上述通式(8)中，在D为对于硼酸化合物有反应性的基团或者原子的情况下，作为其具体例，能够列举氯、溴、碘等卤原子。
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)所示的基团，形成硼酸、硼酸酯或者硼酸盐。
在通式(8)中，Ar5所示的基团是可以具有取代基的芳环基、可以具有取代基的环烷基或可以具有取代基的烷基。作为可以具有取代基的芳环基、可以具有取代基的环烷基以及可以具有取代基的烷基中的芳环基、环烷基以及烷基，分别能够例示与上述通式(1)中的Ar1和Ar2所示的基团同样的基团。作为对于这些各基团的取代基，只要是对于与通式(2－1)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的反应非活性的基团就没有特别限定。作为这样的取代基的具体例，能够列举氟原子、烷基、有时具有取代基的可以含有杂原子的环状脂肪族烃基、或者可以具有取代基的苯基。这些各基团是对于与通式(2－1)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物的反应非活性的基团，是几乎不参与反应的基团。
作为上述取代基的烷基的具体例与上述的Ar1和Ar2中的烷基同样。另外，作为有时具有取代基的可以含有杂原子的环状脂肪族烃基，能够例示环己基、环戊基、环丁基等碳原子数4～6的环烷基、这些环烷基的碳原子的一个或者二个以上被氧原子等杂原子取代的杂环烃基等4～6元环的环状脂肪族烃基。作为能够在环状脂肪族烃基和苯基上取代的基团，能够例示氟原子、低级烷基等。这种情况下，作为对于环状脂肪族烃基和苯基的取代基的低级烷基，能够例示与上述低级烷基同样的基团。这些取代基对于环状脂肪族烃基和苯基的各基团能够在任意的位置上键合一个或者二个以上。
上述通式(8)所示的化合物之中，硼酸化合物也能够以该硼酸化合物发生了脱水缩合的化合物、例如环状三聚体的形态使用。该环状三聚体又被称为环氧硼烷(boroxine)化合物，是下述化学式所示的物质。
上述通式(8)所示的化合物之中，作为硼酸化合物的具体例，能够列举下述通式(8a)所示的化合物。
在上述通式(8a)中，L9～L12相同或不同，分别表示氢原子或者氟原子。A4表示氢原子、氟原子、低级烷基、可以具有取代基的环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)中的低级烷基能够例示与通式(8)中的作为取代基的烷基同样的基团。作为通式(8a)中的可以具有取代基的环烷基以及可以具有取代基的苯基，也能够例示与作为通式(8)中的取代基所示的基团同样的基团。
其中，上述通式(8a)中的苯环上的取代基L9～L12和A4的取代位置不限定于上述通式(8a)所示的位置，能够在苯环的任意的位置取代。作为上述通式(8a)所示的硼酸化合物，特别优选A4在相对于D'为对位上取代的化合物。
作为上述通式(8a)所示的硼酸化合物的具体例，能够例示苯基硼酸、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－环己基硼酸、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－氟环己基)-苯基硼酸、4－(4－丙基环己基)苯基硼酸、4'－甲基联苯基硼酸、4'－乙基联苯基硼酸、4'－丙基联苯基硼酸、4'－丁基联苯基硼酸、4'－苯基联苯基硼酸、4'－己基联苯基硼酸、2－氟－4'－丙基联苯基硼酸、3－氟－4'－丙基联苯基硼酸、2－氟－4'－戊基联苯基硼酸、3－氟－4'－戊基联苯基硼酸等。
上述通式(8a)所示的硼酸化合物发生脱水缩合后的环状三聚体是下述化学式所示的物质。
(iii)反应方法
本发明中，通过使上述通式(2－1)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物与通式(8)所示的化合物反应，发生耦联反应，能够得到下述通式(9－1)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物或者下述通式(9－2)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物。
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为可以具有取代基的二价的烃基，Ar7为可以具有取代基的芳环基、可以具有取代基的环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为可以具有取代基的二价的烃基，Ar8为可以具有取代基的芳环基、可以具有取代基的环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价的烃基是在通式(2－1)中Ar3或者A4所示的基团之中，由具有对于硼酸化合物有反应性的基团或原子的基团、或者具有硼酸基的基团中，该具有反应性的基团或原子、或者硼酸基脱离后的二价的基团，具体而言是可以具有取代基的亚芳基、可以具有取代基的亚环烷基或者可以具有取代基的亚烷基。另外，Ar7和Ar8所示的基团分别是在通式(2－1)中Ar3或A4所示的基团之中，与可以具有取代基的芳环基、可以具有取代基的环烷基或可以具有取代基的烷基相对应的基团。
通过该反应，不使用昂贵的添加剂等，能够使用比较廉价的原料，以高收率得到具有氧二氟亚甲基骨架的化合物。
在上述反应中，通式(8)所示的化合物的使用量，相对于通式(2－1)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物1摩尔，优选为0.5～2.0摩尔左右，更优选为0.8～1.2摩尔左右。
上述反应能够根据需要使用溶剂进行。作为溶剂，适合使用芳香族化合物、脂肪族烃、脂环式烃、脂肪族醚化合物、环状醚化合物、非质子性极性溶剂、质子溶剂。其中，作为芳香族化合物，能够例示苯、甲苯、氯苯、溴苯等；作为脂肪族烃，能够例示己烷、庚烷等；作为脂环式烃，能够例示环己烷等；作为脂肪族醚化合物，能够例示二乙基醚、DMG、甲基叔丁基醚、二甘醇二甲基醚等；作为环状醚化合物，能够例示四氢呋喃(THF)、二噁烷等。作为非质子性极性溶剂，能够例示二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、乙腈、二甲基乙酰胺(DMAc)等。这些溶剂能够一种单独使用或者二种以上混合使用。
对于溶剂的使用量没有特别限定，通常相对于通式(2－1)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物，在0～20倍质量左右即可。
对于反应温度也没有特别限定，通常优选在10℃～200℃的范围。
上述的偶联反应优选在碱性条件下进行。作为碱，优选碱金属氢化物、碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属醇盐。关于碱的使用量，相对于选自通式(8)所示的硼酸化合物以及该硼酸化合物发生脱水缩合后的环状三聚体中的至少一种的芳香族硼酸化合物1摩尔，优选在0.8～4摩尔左右。
上述的偶联反应优选在催化剂的存在下实施。作为催化剂，优选过渡金属原子单体或含有它们的物质。特别优选镍、钯、铂等的金属单体、含有它们之中至少一种的合金等。另外，也可以将这些金属载持在活性碳上使用。关于催化剂的使用量，相对于选自通式(8)所示的硼酸化合物以及该硼酸化合物发生脱水缩合后的环状三聚体中的至少一种的芳香族硼酸化合物1摩尔，优选为0.0005～0.2摩尔左右。
通过该反应，能够由通式(2－1)所示的化合物以高收率得到下述通式(9－1)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物、或者下述通式(9－2)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物。
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)。
本发明中，特别优选将通式(2－1)中Ar3为具有对于硼酸化合物有反应性的基团或原子作为取代基的基团、或者具有硼酸基作为取代基的基团的化合物作为原料，得到的通式(9－1)的化合物。
在上述反应中，在作为原料使用选自下述通式(2a)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的芳基化合物、通式(8a)所示的硼酸化合物、以及该硼酸化合物发生脱水缩合后的环状三聚体中的至少一种的芳香族硼酸化合物的情况下，能够以高收率得到下述通式(9a)所示的具有氧二氟亚甲基骨架的联芳基化合物。
(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，关于A3为卤原子(Br、Cl、I)的化合物，通过将卤原子变化为硼酸化合物，能够变换成具有硼酸基作为取代基的化合物。该化合物例如可以通过与通式(8)中D为对于硼酸化合物有反应性的基团或原子的化合物反应，能够变换为对应的通式(9－1)：Ar5－Ar6－Z－Ar7所示的化合物。
通过上述方法得到的具有氧二氟亚甲基骨架的联芳基化合物可以根据需要通过硅胶柱层析法、重结晶等公知的方法提纯后回收。
发明的效果
根据本发明，通过使用硫代羧酸酯作为原料，使其与五氟化碘反应，通过该方法，能够抑制分离困难的杂质的生成，能够以良好的收率得到高纯度的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物。
并且，在该方法中使用的硫代羧酸酯，可以通过使卤化硫代羰基化合物与特定的化合物反应的方法，使用比较安全的原料，以温和的反应条件、良好的收率得到。因此，通过将该反应与上述的利用五氟化碘的氟化反应组合，能够使用安全性高的原料，通过比较简单的反应和提纯工序，以高收率制造具有氧二氟亚甲基骨架的化合物。
进一步，使通过上述方法得到的具有氧二氟亚甲基骨架的化合物与特定的硼酸化合物或者具有对于硼酸化合物有反应性的基团的化合物反应，能够导入芳环基等各种基团。
因此，通过将上述反应工序适当组合实施，能够使用比较廉价且安全的原料，通过简便的工序，以高收率得到作为液晶材料、医药、它们的中间体等有用的各种具有氧二氟亚甲基骨架的高纯度的化合物。
具体实施方式
以下，举出实施例和参考例对本发明进行更详细的说明。
实施例1
向含氟树脂容器中加入3,5-二氟-4'-丙基联苯-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氢氟酸盐(NEt3-3HF)(0.62g、3.9mmol)，在65℃搅拌6小时。
使用碱使反应终止，将有机层减压蒸馏去除后，利用硅胶柱层析和重结晶进行提纯，得到白色固体4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-3,5-二氟-4'-丙基联苯(1.50g、3.5mmol)。分离收率为90％，纯度为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)。
实施例2
原料为3,5-二氟-4'-戊基联苯-4-硫代羧酸-3,4,5-三氟苯基酯，除此以外，与实施例1同样操作进行反应和提纯，得到白色固体4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-3,5-二氟-4'-戊基联苯。分离收率为89％，纯度为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)。
实施例3
(i)芳基硫代羧酸芳基酯的制造工序
对200mL三口烧瓶进行氮置换，加入1-溴-3,5-二氟苯(10.0g、51.8mmol)和四氢呋喃(THF)(9mL)。冷却至－78℃，加入二异丙基氨基锂(THF/庚烷/乙基苯溶液，34.5mL、51.8mmol)，再加入CuCl(5.13g、51.8mmol)搅拌1小时。接下来，加入3,4,5-三氟苯基-氯硫代甲酸酯(11.7g、51.8mmol)搅拌1小时，使反应终止。
利用甲苯/盐酸水对反应液进行萃取，将有机层减压蒸馏除去。通过重结晶对得到的固体进行提纯，得到黄色固体4-溴-2,6-二氟-硫代苯甲酸-3,4,5-三氟苯基酯(16.5g、43.0mmol)。分离收率为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
将上述工序(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)加入到含氟树脂容器中，再加入五氟化碘(IF5)(5.79g、26.1mmol)和三乙胺·3氢氟酸盐(NEt3-3HF)(4.20g、26.1mmol)，以65℃搅拌4小时。
之后，与实施例1同样地进行提纯，得到白色固体4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-1-溴-3,5-二氟苯(8.92g、22.9mmol)。分离收率为88％，纯度为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)偶联反应工序
在200mL三口烧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)钯(148mg、0.129mmol)、2－二环己基膦基－2',6'－二甲氧基联苯(53.6mg、0.129mmol)，并对体系内进行氮置换，之后，加入脱气后的DMAc(10mL)和脱气后的水(30mL)，以反应液温度85℃搅拌5小时。利用甲苯对所得到的粗产物进行萃取，使用NaHCO3水溶液、水对有机相进行清洗后，进行浓缩。通过硅胶柱层析和重结晶对所得到的粗产物进行提纯，得到白色固体4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-3,5-二氟-4'-丙基联苯(9.03g、21.1mmol)。以下的各种谱图数据的测定结果有力地支持该化合物的结构。
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)。
实施例3－2
在反应器中依次加入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)、四丁基溴化铵(TBAB)(412mg、1.28mmol)、双(二叔丁基(4-二甲基氨基苯基)膦)二氯化钯(II)(9.1mg、0.0128mmol)，对体系内进行氮置换后，加入脱气后的DMAc(3.8mL)和脱气后的水(11.3mL)，以反应液温度85℃搅拌4小时。对得到的粗产物进行提纯，得到白色固体4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-3,5-二氟-4'-丙基联苯(4.84g、11.3mmol)。分离收率为88.3％。以下的各种谱图数据的测定结果支持该化合物的结构。
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)。
实施例4
(i)芳基硫代羧酸芳基酯的制造工序
在氮气置换后的200mL三口烧瓶中加入金属镁(0.95g、39.2mmol)和THF(10mL)，再加入少量的碘进行搅拌。在室温下加入p－溴氯苯(5.00g、26.1mmol)后缓慢搅拌。在回流条件下搅拌8小时后，冷却至室温，得到4－氯苯基溴化镁(格氏试剂)的THF溶液。接着，加入3,4,5－三氟苯基-氯硫代甲酸酯(5.92g、26.1mmol)，搅拌1小时，使反应终止。
之后与实施例3同样地进行提纯，得到黄色固体4－氯硫代苯甲酸－3,4,5－三氟苯基酯(6.72g、22.2mol)。分离收率为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，与实施例3的芳基硫代羧酸芳基酯的氟化工序同样操作，进行反应和提纯。
结果，得到了白色固体4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-1-氯苯。分离收率为92％，纯度为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)偶联反应工序
在200mL sus制的高压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-丙基环己基)苯基硼酸(4(8.37g、34.0mmol)、K2CO3(13.43g、97.2mmol)、四丁基溴化铵(TBAB)(522mg、1.62mmol)、双(二叔丁基(4-二甲基氨基苯基)膦)二氯化钯(II)(22.9mg、0.0324mmol)，对体系内进行氮置换，之后，加入脱气后的DMAc(10mL)和脱气后的水(30mL)，以反应液温度98℃搅拌5小时。之后与实施例3的工序(iii)同样地进行精制，得到白色固体4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-3,5,2'-三氟-4'-(4-丙基环己基)联苯(13.2g、27.9mmol)。分离收率为86％。以下的各种谱图数据的测定结果有力地支持该化合物的结构。
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)。
实施例5
(i)芳基硫代羧酸芳基酯的制造工序
对200mL三口烧瓶进行氮置换，加入1-氯-3,5-二氟苯(10.0g、67.3mmol)和四氢呋喃(THF)(9mL)。冷却至－78℃，加入正丁基锂庚烷溶液(46.0mL、69.0mmol)，再加入CuCl(6.66g、67.3mmol)搅拌1小时。接着，加入3,4,5-三氟苯基-氯硫代甲酸酯(15.2g、67.3mmol)搅拌1小时，使反应终止。
之后与实施例3的工序(i)同样地进行精制，得到黄色固体4-氯-2,6-二氟-硫代苯甲酸-3,4,5-三氟苯基酯(20.0g、59.2mmol)。分离收率为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，与实施例3的工序(ii)同样地操作进行反应和提纯。
结果，得到白色固体4-[二氟-(3,4,5-三氟苯氧基)-甲基]-1-氯-3,5-二氟苯。分离收率为90％，纯度为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)偶联反应工序
在200mL三口烧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)、四丁基溴化铵(TBAB)(472mg、1.47mmol)、双(二叔丁基(4-二甲基氨基苯基)膦)二氯化钯(II)(20.7mg、0.0293mmol)，对体系内进行氮置换后，加入脱气后的水(40mL)，以反应液温度90℃搅拌3小时。之后与实施例3的工序(iii)同样地进行提纯，得到白色固体(11.0g、25.6mmol)。以下的各种谱图数据的测定结果与实施例3的测定结果完全相同，有力地支持该化合物的结构。
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)。
比较例1
使用(4－甲氧基苯基)硫代乙酸－O－乙酯(2.1g、10mmol)作为原料，将其加入至含氟树脂容器中，加入乙酸乙酯(8mL)，再加入五氟化碘(IF5)(2.66g、12mmol)、三乙胺·3氢氟酸盐(NEt3-3HF)(1.93g、12mmol)，以室温搅拌2.5h。之后按照与实施例1同样的方法进行提纯。
结果，得到含有1－(2－乙氧基－2,2－二氟乙基)－4－甲氧基苯的白色固体(1.8g)，但生成物中作为杂质含有在原料化合物的苄基位加成了碘的1－(2－乙氧基－2,2－二氟－1－碘乙基)－4－甲氧基苯，GC纯度为95.20％。该杂质通过一般的提纯方法难以去除，不适合用于液晶用化合物等的用途。
与此相对，由实施例1～5的氟化工序的结果可知，将芳基硫代羧酸芳基酯作为原料、利用五氟化碘进行氟化的情况下，能够通过硅胶柱层析以及重结晶这样的一般的提纯方法，将杂质几乎完全去除，容易得到纯度非常高的生成物。