JP2017052730A - スルホン化合物の製造方法 - Google Patents

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英夫 嶋津
倫英 岡田
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倫英 岡田
智丈 浅輪
Tomotake Asawa
智丈 浅輪
桐原 正之
Masayuki Kirihara
正之 桐原
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Abstract

【課題】安全且つ簡便に、しかも高選択的に、スルフィド化合物からスルホン化合物を製造する方法を提供。【解決手段】pHが9〜12の条件下、水若しくは非水溶性の芳香族炭化水素系溶媒又はそれらの混合溶媒中、酸化剤として次亜塩素酸ソーダを使用して、式(1)で表されるスルフィド化合物より式(2)で表されるスルホン化合物を製造する方法。(R1及びR2は各々独立にアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリール等)【選択図】なし

Description

本発明は、スルホン化合物の製造方法に係り、より詳しくは、酸化剤として次亜塩素酸ソーダを使用し、スルフィド化合物を酸化してスルホン化合物を製造する新規なスルホン化合物の製造方法に関する。
スルホン化合物は、機能性材料としての用途のほかに医薬品の合成中間体として極めて有用な化合物であるためこれまでに多くの合成例が報告されている。例えば、特許文献1〜3には、酸化剤として過酸化水素などの過酸化物を用いて、スルフィド化合物を酸化してスルホン化合物を製造する方法が開示されているが、過酸化水素などの過酸化物は酸化力が弱いものが多く、選択的にスルホン化合物を得るためには別途金属触媒などの添加剤を添加する必要があり、コストや手間がかかるばかりでなく、廃棄物となる触媒が有害である場合や、さらには過酸化水素などの過酸化物は反応条件によっては爆発の危険性があるため、実用的な面において様々な制約があった。
一方で、爆発の危険性などが少なく、且つ副生成物の有害性が少ない酸化剤として次亜塩素酸ソーダを使用し、スルフィド化合物を酸化してスルホン化合物を得る方法が提案されている。
例えば、非特許文献1においては、アセトニトリル中、酸化剤として0.63M(有効塩素濃度5%)の次亜塩素酸ソーダ水溶液を5〜15当量使用し、スルフィド化合物を酸化してスルホン化合物を得る方法が報告されている。
しかしながら、この非特許文献1に記載のように有効塩素濃度5%程度の希薄溶液を5〜15当量も使用することは、極めて生産性に乏しく、排水量が極端に多くなり工業スケールで採用することができず、十分な製造条件の検証がなされているとは言えない。なお、本発明者らの比較実験によれば、アセトニトリル中で有効塩素濃度13%の次亜塩素酸ソーダ水溶液を2.4当量使用しスルフィド化合物からスルホン化合物への酸化を試みると、得られるスルホン化合物の収率が低くなることが分かっている。
また、非特許文献2には、アルキル基、フェニル基又はベンジル基を有するスルフィド化合物を使用し、共存するアルカリ性化合物(水酸化ナトリウム又は炭酸ナトリウム)や有効塩素濃度が異なる次亜塩素酸ソーダ水溶液により酸化して、対応するスルホン化合物を得ることが開示されているが、定性的な結果が示されているだけであって、スルフィド化合物から高選択的にスルホン化合物を製造するといった観点から十分な製造条件の検証がなされているとは言えない。
さらに、非特許文献3には、環状スルフィド化合物(I)又は(IX)を濃硫酸の共存下において次亜塩素酸ソーダを用いてスルホン化合物(III)又は(XI)を得ることが開示されているが、この非特許文献3では溶媒として濃硫酸溶媒中で反応を行っている。次亜塩素酸ソーダは強酸性水溶液中では塩素ガスを出してすみやかに分解することが知られており、このことから非特許文献3の実質的な酸化剤は塩素ガスと考えられる。塩素ガスは有毒であることから、工業的には塩素ガス除害設備が不可欠になり、それだけ製造コストが嵩むほか、基質としてアルキル側鎖を有するものを使用すると塩素ガスによって側鎖が塩素化された副生物が生成される場合がある。また、濃硫酸を共存させた強酸性条件下においては、場合によっては基質であるスルフィド化合物や得られるスルホン化合物が分解するおそれがあるといった別の問題もある。
このようにスルホン化合物については、従来からその有用性について知られており、従来は、工業スケールでは多くが過酸化水素などの過酸化物を酸化剤として使用した方法の報告がなされている。一方で、爆発の危険性などが少なく副生成物の有害性も少ない酸化剤として次亜塩素酸ソーダを用いた方法の報告がなされていたものの、それらは主に定性的な結果を教えるだけであって、スルフィド化合物から高選択的にスルホン化合物を製造するといった観点から十分な製造条件の検証がなされていなかった。そのため、安全且つ簡便に、しかも高選択的に、スルフィド化合物からスルホン化合物を製造する方法の開発が望まれていた。
特開2008−239490号公報 特開2010−208990号公報 特表2011−079766号公報
J.M.Khurana et al., Org. Prep.Pro. Int., 1996, Vol.28, No.2, 234-237 A.E.Wood et.al, J. Am.Chem.Soc. 1928, Vol.50, 1226-1228 K.S.Sharma et.al. Indian J. Chem., 1979, Vol.17B, 342-345
そこで、本発明者らは、スルフィド化合物からスルホン化合物を製造する方法について鋭意検討した結果、酸化剤としては、安定で取り扱い易く、爆発などの危険性も無く、しかも副生物が塩化ナトリウムであっての有害性も殆ど無い次亜塩素酸ソーダを使用しながら、所定の条件下においてスルフィド化合物を酸化させることにより、工業スケールにおいても安全且つ簡便であって、しかも高選択的にスルホン化合物を製造できることを新たに見出して、本発明を完成させた。
従って、本発明の目的は、医薬品の分野などで有用なスルホン化合物をスルフィド化合物から製造する上で、安全且つ簡便に、しかも高選択的に製造できる新しいスルホン化合物の製造方法を提供することにある。
すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
(1)pHが9以上12以下の条件下、水若しくは非水溶性の芳香族炭化水素系有機溶媒又はそれらの混合溶媒中において、下記一般式(1)
Figure 2017052730
(式中、R1及びRは、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基又はヘテロアリール基を示す。なお、RとRとは互いに結合して環構造を形成してもよい。)で表されるスルフィド化合物を酸化して、下記一般式(2)
Figure 2017052730
(式中、R及びRは、上記一般式(1)と同様である。)で表されるスルホン化合物を製造するスルホン化合物の製造方法であり、酸化剤として次亜塩素酸ソーダを使用することを特徴とするスルホン化合物の製造方法。
(2)前記酸化剤の次亜塩素酸ソーダは、有効塩素濃度7%以上30%以下の水溶液として使用することを特徴とする(1)に記載のスルホン化合物の製造方法。
(3)前記酸化剤の次亜塩素酸ソーダは、有効塩素濃度10%以上20%以下の水溶液として使用することを特徴とする(2)に記載のスルホン化合物の製造方法。
(4)前記芳香族炭化水素系有機溶媒が、トルエン、キシレン類、クロロトルエン類及びクロロベンゼン類から選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のスルホン化合物の製造方法。
(5)前記次亜塩素酸ソーダは、添加剤としての相間移動触媒と共に使用されることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載のスルホン化合物の製造方法。
(6)前記相間移動触媒が、第4級アンモニウム塩または第4級ホスホニウム塩から選ばれた1種又は2種以上の混合物であることを特徴とする(5)に記載のスルホン化合物の製造方法。
本発明の製造方法によれば、医薬品の分野などで有用なスルホン化合物を、危険な試薬や溶媒などを使わずに安全且つ簡便に、しかも高選択的、高収率で製造することができる。また、本発明の製造方法は、酸化剤として次亜塩素酸ソーダを使用するものであるため、反応後の副生成物は主に塩化ナトリウムであって、環境保護の面でも非常に好ましい。
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明において、基質であるスルフィド化合物は、上記一般式(1)で表されるスルフィド化合物である。
ここで、式中のR1及びRは、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基又はヘテロアリール基を示し、好ましくは炭素数が1〜24、より好ましくは、炭素数が1〜12、より好ましくは炭素数が1〜8である。これらの置換基には反応に不活性な置換基(環構造を含む)を複数有することもできる。反応に不活性な置換基としては、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、鎖状若しくは環状アルキル基、アルコキシ基、アルキレンジオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、スルホニル基、置換又は無置換アリール基などが挙げられる。また、RとRとは互いに結合して環構造を形成してもよい。
前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基などの鎖状アルキル基や、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基などの環状アルキル基が挙げられ、前記に例示した反応に不活性な置換基を有しても良い。
前記アルケニル基としては、例えば、エテニル基(ビニル基)、1−プロペニル基、2−プロペニル基(アリル基)、1−ブテニル基、2−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基などの鎖状アルケニル基や、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基などの環状アルケニル基が挙げられ、前記に例示した反応に不活性な置換基を有しても良い。
また、前記アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基などが挙げられ、前記に例示した反応に不活性な置換基を有しても良い。
また、アラルキル基としては、前記のアルキル基と前記のアリール基とから形成されるものが挙げられ、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルブチル基などが挙げることができる。また、前記に例示した反応に不活性な置換基を有しても良い。
さらに、ヘテロアリール基としては、前記アリール基の炭素原子の一部をヘテロ原子に置き換えたものが挙げられる。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子などであり、当該へテロアリール基としては、例えば、ピリジル基、ピリミジル基、ベンゾトリアゾール基、チアゾール基、ベンゾチアゾール基が挙げられる。また、前記に例示した反応に不活性な置換基を有しても良い。
なお、RとRとが互いに結合して環状構造を形成した場合のスルフィド化合物としては、例えばテトラヒドロチオフェン、チオフェン、ジベンゾチオフェンなどが挙げられる。
本発明において、酸化剤として使用する次亜塩素酸ソーダについては、一般水溶液や5水和物(NaOCl・5H2O)として一般に市販されているものでよく、特に制限されるものではないが、本発明はpH9〜12で反応させることを特徴とするため、pHが通常13程度で流通している一般水溶液よりも、有効塩素濃度が39%以上、好ましくは約42%であって、水酸化ナトリウム濃度(NaOH濃度)が0.2質量%以下、好ましくは0.1質量%以下の高純度の結晶であるのがよい。このうち、高純度の結晶で取り扱いが良く、水溶液よりも保存時の分解が少なくてより安定な次亜塩素酸ソーダ5水和物(NaOCl・5H2O)を用いた方が、任意のNaOCl濃度で使用できるほか、pH調製の手間が省かれるのでより好ましい。次亜塩素酸ソーダ5水和物(NaOCl・5H2O)は、例えば特許第4,211,130号公報に記載の方法により製造することができる。
本発明において、酸化剤として使用する次亜塩素酸ソーダは、一般水溶液ではpHが9〜12の場合そのまま添加するか、pHが12よりも高い場合には塩酸または硫酸などを用いてpHを調整してから使用することができ、また、次亜塩素酸ソーダ5水和物を酸化剤として使用する場合、次亜塩素酸ソーダ5水和物は、粉末状の結晶としてそのまま使用するか、或いは水に溶解して使用することができ、これを塩酸または硫酸などを用いてpH調整してから使用することもできる。好ましくは、有効塩素濃度7%から30%までの水溶液として任意の濃度で用いることができるが、濃度が薄い方が、反応が速く好ましいが容積効率が悪くなる。通常有効塩素濃度10%から20%の範囲で水溶液として用いることが好ましい。添加量については、基質である上記一般式(1)のスルフィド化合物に対して、通常2.0〜5.0当量、好ましくは2.2〜3.2当量の範囲で使用される。
本発明においては、上記一般式(1)のスルフィド化合物に、酸化剤として次亜塩素酸ソーダを添加して行なう反応は、pHが9以上12以下、好ましくはpHを10〜11とすることがよい。pHが9未満では、酸化剤である次亜塩素酸ソーダが直ちに分解してしまい、収率が低下するためである。反対に、pHが12超過では、スルフィド化合物の酸化が遅くなるため、好ましくない。pHの調整方法は、反応系内の基質、反応生成物、酸化剤などとは反応性を有さないもの及び方法であればいずれも公知の方法を用いることができ、例えば、取り扱いが容易で安価な塩酸や硫酸を次亜塩素酸ソーダ水溶液に添加してpHを使用前に調製するほかに、反応系内にあらかじめ加えておくこともできる。pH調製用の添加剤はそれぞれ単独で使用できる他、後述の相間移動触媒と組み合わせて使用することもできる。
本発明の酸化反応は、水中若しくは非水溶性の芳香族炭化水素系有機溶媒中又はそれらの混合溶媒中で行なうことが可能であり、溶媒自体が酸化剤である次亜塩素酸ソーダに酸化されないものである必要がある。前記芳香族炭化水素系有機溶媒を使用する場合には、好ましい溶媒としてトルエン、キシレン類、クロロトルエン類、クロロベンゼン類などの芳香族炭化水素が特に好ましく、より好ましくは、トルエン、クロロベンゼン、2−クロロトルエンである。水と混じり合う溶媒では選択率が低下する。
また、本発明においては、酸化剤として次亜塩素酸ソーダを使用する際に、添加剤としての相間移動触媒を用いることができる。相間移動触媒としては、従来から知られている種々の相間移動触媒を挙げることができ、例えば、第4級アンモニウム塩、第4級ホスホニウム塩、ポリエチレングリコール類、クラウンエーテル類、アルキル硫酸塩、及びアルキルスルホン酸塩、両性界面活性剤等を例示することができ、好ましくは、塩化メチルトリオクチルアンモニウムである。例えば、塩化メチルトリオクチルアンモニウムを主成分(約94質量%)として含むアリコート(登録商標)336相当品を挙げることができる。これらはその1種のみを単独で使用できるほか、2種以上の混合物として使用することもできる。この相間移動触媒を上記酸化剤と併用する場合の使用量は、いわゆる触媒量の使用量でよく、上記一般式(1)のスルフィド化合物に対して通常0.001当量以上0.1当量以下、好ましくは0.01当量以上0.05当量以下の範囲で使用される。
本発明の酸化反応は、通常、0℃以上50℃以下の反応温度で撹拌下に行われ、好ましくは0℃以上室温(30℃程度)以下の反応温度で撹拌下に行われる。反応温度を室温以上にすることは、次亜塩素酸ソーダの分解反応と酸化反応との競争反応になり、次亜塩素酸ソーダの分解が起こって必要な次亜塩素酸ソーダの使用量が増大するので好ましくなく、また、反応温度を反応系が固化しない程度の低温(0℃未満)まで下げることは、特別に設備的な対応が必要になるほか、反応速度の低下を招く等、かえって利点が少ない。
そして、本発明においては、上記のような基質、酸化剤などを用いて、所定の条件により反応を行なうことで、前記一般式(2)のスルホン化合物を製造することができる。反応後は、常法に従って必要に応じて分液、抽出、洗浄、乾燥、濃縮などの精製処理を行うことにより、前記一般式(2)のスルホン化合物を分離精製する。精製方法としては、反応生成物であるスルホン化合物が更に反応したり分解されたりする方法や不純物が混入される方法は通常避けられるが、何ら限定されるものではない。好ましくは、カラムクロマトグラフィーによる精製、蒸留精製、または晶析による精製を行なうことがよい。
以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明するが、本発明がこれにより限定されて解釈されるものでもない。
〔実施例1〕
50mL3つ口フラスコに基質としてチオアニソール1.24g(10ミリモル)と水10mLとを入れ、20℃の水浴中で撹拌しながら、これに、有効塩素濃度42%の次亜塩素酸ソーダ5水和物結晶(日本軽金属社製)3.94g(24ミリモル、pH11)を一度に加えた。反応温度は1分後に32.1℃まで上昇し次第に20℃に近くなった。2時間後に反応液の一部を取りガスクロマトグラフィー(GC)分析(分析装置:株式会社島津製作所社製商品名GC-2014)すると、基質であるチオアニソールは消失し、生成物として、メチルフェニルスルホキシドが1%、メチルフェニルスルホンが97%生成していた。
この反応液に飽和亜硫酸ソーダ水溶液を加え、水洗後(10mL×1回)、水相に酢酸エチルを加えて抽出操作を行い(20mL×3回)、有機相に無水硫酸マグネシウムを添加して乾燥した。乾燥後、溶媒を留去すると、1.26gの白色結晶(収率80.6%)が得られた。GC分析すると、メチルフェニルスルホキシドが1%、メチルフェニルスルホンが98%含まれていた。
〔実施例2〕
50mL3つ口フラスコに基質としてチオアニソール1.24g(10ミリモル)とトルエン30mLとを入れ、20℃の水浴中で撹拌しながら、これに、次亜塩素酸ソーダ5水和物結晶を水で薄めて有効塩素濃度13%にした溶液12.8g(24ミリモル、pH11)を一度に加えた。反応温度は2分後に22.8℃まで上昇し次第に20℃に近くなった。6時間後にGC分析すると生成物としてメチルフェニルスルホンが98.7%生成していた。この反応液に飽和亜硫酸ソーダ水溶液を加え、水洗後(10mL×1回)、水相に酢酸エチルを加えて抽出操作を行い(30mL×3回)、有機相に無水硫酸マグネシウムを添加して乾燥した。乾燥後に溶媒を留去すると、1.62gの白色結晶(収率98.2%)が得られ、その融点が86℃を示した(文献値86−87℃;Makosza et.al., Org.Lett., 2005, 7, 2945−2948.)。GCMS(株式会社島津製作所社製商品名:GC‐17A、GCMS-QP5050A)により分析すると、結果は、m/z=156(M)であった。
〔実施例3〕
50mL3つ口フラスコに基質としてチオアニソール1.24g(10ミリモル)とトルエン10mLとを入れ、20℃の水浴中で撹拌しながら、これに、次亜塩素酸ソーダ5水和物結晶を水で薄めて有効塩素濃度13%にした溶液12.86g(24ミリモル、pH11)を一度に加えた。反応温度は2分後に22.8℃まで上昇し次第に20℃に近くなった。2時間後にGC分析すると生成物としてメチルフェニルスルホンが99.0%生成していた。この反応液に飽和亜硫酸ソーダ水溶液を加えて水洗後(10mL×1回)、水相に酢酸エチルを加えて抽出操作を行い(20mL×3回)、有機相に無水硫酸マグネシウムを添加して乾燥した。乾燥後に溶媒を留去すると、メチルフェニルスルホンが1.52gの白色結晶(収率98.1%)として得られた。
〔実施例4〕
500mL4つ口フラスコに基質としてチオアニソール18.63g(150ミリモル、pH11)とトルエン130mLとを入れ、20℃の水浴中で撹拌しながら、これに、次亜塩素酸ソーダ5水和物結晶を水で薄めて有効塩素濃度13%にした溶液195.7g(360ミリモル)を一度に加えた。反応温度は30分後に24.4℃まで上昇し次第に20℃に近くなった。2時間後にGC分析すると生成物としてメチルフェニルスルホンが98.5%生成していた。この反応液に飽和亜硫酸ソーダ水溶液を加えて水洗後(10mL×1回)、水相に酢酸エチルを加えて抽出操作を行い(20mL×3回)、有機相に無水硫酸マグネシウムを添加して乾燥した。乾燥後に溶媒を留去するとメチルフェニルスルホンが23.3gの白色結晶(収率99.3%、GC純度99.4%)として得られた。
〔実施例5〜6、比較例1〜3〕
前記実施例2において反応溶媒及び反応時間を以下の表1の通りとした以外は、実施例2と同様の方法で反応を行なった。そして、実施例2と同じようにGC分析すると生成物としてメチルフェニルスルホンが、それぞれ99.3%(実施例5)、97.9%(実施例6)生成していたが、比較例1〜3の各反応溶媒中においては、生成物のメチルフェニルスルホンの収率が低くなった。
Figure 2017052730
〔実施例7〜15〕
前記実施例2において反応基質(10ミリモル)及び反応時間を以下の表2の通りとし、このうち実施例7、9、10、11、13及び15については、相間移動触媒として塩化メチルトリオクチルアンモニウム(東京化成工業株式会社製)を基質に対して0.01当量添加した以外は、実施例2と同様の方法で反応を行なった。そして、実施例2と同じようにGC分析すると、生成物として表2に記載の生成物が得られた。
Figure 2017052730
〔実施例16〕
50mL3つ口フラスコに基質としてジフェニルスルフィド0.19g(1ミリモル)とトルエン10mLを入れ、そこに硫酸(0.2当量、0.016mL)を加えた。室温中で撹拌しながら、これに、次亜塩素酸ソーダ5水和物結晶を水で薄めて20wt%に調整した次亜塩素酸ソーダ5水和物溶液0.88g(2.4ミリモル、pH11)を一度に加えた。一時間後、20wt%の次亜塩素酸ソーダ5水和物溶液0.88g(2.4ミリモル)を再び加えた。最初に次亜塩素酸ソーダ5水和物溶液を添加してから2.5時間に、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液(10mL)を反応液に加え、その後酢酸エチルを加えて抽出操作を行い(30mL×3回)、有機相を飽和食塩水(15mL)で水洗した。そして、有機相に無水硫酸マグネシウムを添加して脱水乾燥後に溶媒除去を行うと、粗成生物が0.44g得られた。得られた粗成生物をカラムクロマトグラフィー(展開溶媒は、ヘキサン:酢酸エチル=10:1)にて精製すると、0.19gの白色結晶が得られた。NMR(株式会社JEOL RESONANCE社製商品名:JNM−ECX400)により測定より目的物であることが確認され、ジフェニルスルホンが収率85%で得られた。生成物の同定結果を以下に示す。
1H NMR(CDCl3) δ: 7.49-7.60 (6H, m), 7.93-7.96 (4H,m),
13C NMR(CDCl3) δ:128, 129, 133, 142
〔実施例17〜20〕
実施例2において、次亜塩素酸ソーダ5水和物結晶を水で薄めて有効塩素濃度20%にした溶液、及び有効塩素濃度30%にした溶液をそれぞれ用いて、以下の表3の通りの反応時間とした以外は実施例2と同様に反応を行った。そして、実施例2と同じようにGC分析すると生成物としてメチルフェニルスルホンが、それぞれ6時間では86.7%(実施例17)、12時間では99.1%(実施例18)、同じく6時間では78.5%(実施例19)、及び12時間で91.3%(実施例20)生成していた。なお、酸化剤の当量数は全て同じで24ミリモルである。その結果を表3に示す。
Figure 2017052730
〔実施例21、22〕
実施例2において、次亜塩素酸ソーダ5水和物結晶を水で薄めて有効塩素濃度13%にした溶液に10%塩酸を加えて以下の表4の通りにpH調整を行い、表4の通りの反応時間とした以外は、実施例2と同様に反応を行った。そして、実施例2と同じようにGC分析すると生成物としてメチルフェニルスルホンが、それぞれ94.8%(実施例21)、及び99.3%(実施例22)で生成していた。なお、酸化剤の当量数は全て同じで24ミリモルである。その結果を表4に示す。
Figure 2017052730
〔実施例23〕
50mL3つ口フラスコに基質としてチオアニソール1.24g(10ミリモル)とトルエン30mLを入れ、20℃の水浴中で撹拌しながら、これに、10%の塩酸を用いてpHを13から11に調整した市販の有効塩素濃度13%次亜塩素酸ソーダ溶液13.33g(24ミリモル)を一度に加えた。6時間後にGC分析すると原料であるチオアニソールが3.9%残っており、メチルフェニルスルホキシドが3.7%、メチルフェニルスルホンが91.2%の生成していた。さらに反応を続け、反応開始後10時間後では、原料チオアニソールが0.5 %残っており、メチルフェニルスルホキシドが2.2 %、メチルフェニルスルホンが95.7 %の生成していた。反応開始後24時間後では、原料チオアニソール、 メチルフェニルスルホキシドが存在せず、メチルフェニルスルホンが98.7 %の生成していた。
〔実施例24〕
50mL3つ口フラスコに基質として2-(メチルチオ)ベンゾチアゾール1.81g(10ミリモル)とトルエン10mLとを入れ、20℃の水浴中で撹拌しながら、これに、次亜塩素酸ソーダ5水和物結晶を水で薄めて有効塩素濃度13%にした溶液12.86g(24ミリモル、pH11)を一度に加えた。反応温度は1分後に21.7℃まで上昇し次第に20℃に近くなった。2時間後にGC分析すると生成物として2-(メチルスルホニル)ベンゾチアゾールが96.2%生成していた。
〔実施例25〕
50mL3つ口フラスコに基質としてアリルフェニルスルフィド0.16g(1ミリモル)とトルエン10mLを入れ、そこに硫酸(0.2当量、0.016mL)を加えた。室温中で撹拌しながら、これに、次亜塩素酸ソーダ5水和物結晶を水で薄めて20wt%に調整した次亜塩素酸ソーダ5水和物溶液0.88g(2.4ミリモル、pH11)を一度に加えた。一時間後、20wt%の次亜塩素酸ソーダ5水和物溶液0.88g(2.4ミリモル)を再び加えた。最初に次亜塩素酸ソーダ5水和物溶液を添加してから25.3時間に、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液を反応液に加え、その後酢酸エチルを加えて抽出操作を行い(30mL×3回)、有機相を飽和食塩水(15mL)で水洗した。そして、有機相に無水硫酸マグネシウムを添加して脱水乾燥後に溶媒除去を行うと、粗成生物が0.21g得られた。得られた粗成生物をカラムクロマトグラフィー(展開溶媒は、ヘキサン:酢酸エチル=10:1)にて精製すると、0.19gの白色結晶が得られた。NMR(株式会社 JEOL RESONANCE社製商品名:JNM−ECX400)により測定より目的物であることが確認され、アリルフェニルスルホンが収率92%で得られた。生成物の同定結果を以下に示す。
1H NMR(CDCl3) δ: 7.89-7.86 (2H, m), 7.57-7.53 (3H, m), 5.83-5.74 (1H, m), 5.33 (1H, d, J = 17.2 Hz), 5.15 (1H, d, J = 17.2 Hz), 3.81 (2H, d, J = 7.6 Hz);
13C NMR(CDCl3) δ: 138.34, 133.71, 129.02, 128.47, 124.65, 124.63, 60.85
〔実施例26〕
50mL3つ口フラスコに基質として4,6-(ジフルオロメトキシ)-2-(メチルチオ)ピリミジン1.24g(5ミリモル)とトルエン5mLとを入れ、20℃の水浴中で撹拌しながら、これに、次亜塩素酸ソーダ5水和物結晶を水で薄めて有効塩素濃度13%にした溶液12.64g(18ミリモル、pH11)を一度に加えた。反応温度に変化はなく、1時間後にGC分析すると生成物として4,6-(ジフルオロメトキシ)-2-(メチルスルホニル)ピリミジンが90.3%生成していた。
〔比較例4〕
50mL3つ口フラスコに基質としてチオアニソール0.20g(1.6ミリモル)とアセトニトリル2mLとを入れた。市販の有効塩素濃度13%次亜塩素酸ソーダ水溶液を1.84g(3.4ミリモル、pH13)を一度に投入し撹拌した。反応開始2時間後、GC分析すると、チオアニソールが完全に消滅し、メチルフェニルスルホキシドが45.7 %,メチルフェニルスルホンが53.9%生成していた。反応開始6時間後には、反応中間体であるメチルフェニルスルホキシドが依然として12.8%と高く、目的物であるメチルフェニルスルホンは86.5%であった。
〔比較例5〕
50mL3つ口フラスコに基質としてチオアニソール0.25g(2ミリモル)とアセトニトリル10mL及び水2mLとを入れた。フラスコの内温は23℃であった。そこに次亜塩素酸ソーダ5水和物結晶0.79g(4.8ミリモル)を一度に投入し撹拌した。フラスコの内温は28℃まで上昇し次第に低下した。反応開始後3時間でGC分析するとメチルフェニルスルホキシドが22%、メチルフェニルスルホンが65%生成していた。副生物として、クロロメチルフェニルスルホキシドが6%、クロロメチルフェニルスルホンが7%、その他高次塩素化物が合わせて0.8%観測された。次亜塩素酸ソーダ5水和物結晶0.79g(4.8ミリモル)を追加しさらに1時間撹拌を続けた。チオアニソール、メチルフェニルスルホキシドは完全に消失しメチルフェニルスルホンが87%生成していた。不純物として、クロロメチルフェニルスルホンが11%、ジクロロメチルフェニルスルホン0.5%、トリクロロメチルフェニルスルホン1.3%の生成が認められた。
〔比較例6〕
50mL3つ口フラスコに基質としてチオアニソール1.24g(10ミリモル)とトルエン10mLを入れ、20℃の水浴中で撹拌しながら、市販の有効塩素濃度13%の次亜塩素酸ソーダ溶液13.33g(24ミリモル、pH13)を一度に加えた。2時間後にGC分析すると原料であるチオアニソールが88.8 %残っており、メチルフェニルスルホキシドが7.8 %、メチルフェニルスルホンが7.8 %の生成していた。さらに反応を続け、反応開始後24時間後では、原料チオアニソールが55.5 %残っており、メチルフェニルスルホキシドが6.2%、対象生成物であるメチルフェニルスルホンは38.2%に過ぎなかった。
〔比較例7〕
50mL3つ口フラスコに基質としてチオアニソール1.24g(10ミリモル)とトルエン10mLとを入れ、20℃の水浴中で撹拌しながら、これに、次亜塩素酸ソーダ5水和物結晶を水で薄めて13wt%にした溶液に35%苛性ソーダを加えてpHを13に調整した溶液を12.9g(24ミリモル、pH13)を一度に加えた。6時間後にGC分析すると、チオアニソールが47.9%、対象生成物であるメチルフェニルスルホンは43.2%に過ぎなかった。

Claims (6)

  1. pHが9以上12以下の条件下、水若しくは非水溶性の芳香族炭化水素系有機溶媒又はそれらの混合溶媒中において、下記一般式(1)
    Figure 2017052730
    (式中、R1及びRは、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基又はヘテロアリール基を示す。なお、RとRとは互いに結合して環構造を形成してもよい。)で表されるスルフィド化合物を酸化して、下記一般式(2)
    Figure 2017052730
    (式中、R及びRは、上記一般式(1)と同様である。)で表されるスルホン化合物を製造するスルホン化合物の製造方法であり、酸化剤として次亜塩素酸ソーダを使用することを特徴とするスルホン化合物の製造方法。
  2. 前記酸化剤の次亜塩素酸ソーダは、有効塩素濃度7%以上30%以下の水溶液として使用することを特徴とする請求項1に記載のスルホン化合物の製造方法。
  3. 前記酸化剤の次亜塩素酸ソーダは、有効塩素濃度10%以上20%以下の水溶液として使用することを特徴とする請求項2に記載のスルホン化合物の製造方法。
  4. 前記芳香族炭化水素系有機溶媒が、トルエン、キシレン類、クロロトルエン類及びクロロベンゼン類から選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のスルホン化合物の製造方法。
  5. 前記次亜塩素酸ソーダは、添加剤としての相間移動触媒と共に使用されることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のスルホン化合物の製造方法。
  6. 前記相間移動触媒が、第4級アンモニウム塩または第4級ホスホニウム塩から選ばれた1種又は2種以上の混合物であることを特徴とする請求項5に記載のスルホン化合物の製造方法。
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