JP3741403B2

JP3741403B2 - Method for producing aromatic sulfur compound

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Publication number: JP3741403B2
Application number: JP04444999A
Authority: JP
Inventors: 勇荒井; 山口　　努; 陽子肥田
Original assignee: 日本ファインケミカル株式会社
Priority date: 1998-09-09
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2019-02-23
Also published as: JP2000143616A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、芳香族ハロゲン化合物から芳香族チオール類を製造する方法に関し、また該芳香族チオール類を経て芳香族ジスルフィド類を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般式（Ｖａ）：
【化７】

（式中、
Ｙは、たがいに同一でも異なっていてもよい、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ニトロ基、ニトリル基およびスルホン基を表し；
ｍは、１〜６の整数であり、ｎは、０または１〜５の整数であり、ただし、ｍ＋ｎは６以下である）
で示される芳香族チオール類、および一般式（VIａ）：
【化８】

（式中、Ｙおよびｎは、上記のとおりである）で示される芳香族ジスルフィド類は、医薬、農薬などの中間体として広く用いられる。また、芳香族ジチオール類は、電子材料などの中間体として用いられている。
【０００３】
このような置換基を有する芳香族モノチオール類、芳香族ジチオール類または芳香族ジスルフィド類の製造方法として、いくつかの方法が提案されている。
【０００４】
たとえば、工業化学雑誌７０巻８号１１４〜１１８頁（１９６７）には、多塩化ベンゼンを、液体アンモニアに溶解した硫化水素ナトリウムと、オートクレーブ中で反応させて、その１個の塩素原子をメルカプト化するハロゲン化芳香族チオール類の製造方法が記載されている。この方法によると、４〜６個の塩素原子を有する多塩化ベンゼンからは高収率でハロゲン化芳香族チオール類が得られるが、トリクロロベンゼンからジクロロチオフェノールを得る収率はわずか１７〜２０％しかなく、かつ液体アンモニアを取扱う繁雑さや、オートクレーブ中の高圧反応であるための工業的な制約がある。
【０００５】
特公昭４４−２６１００号公報には、アミノ基を有するハロゲン化芳香族化合物を亜硝酸ナトリウムと濃塩酸でジアゾニウム化し、ついでＯ−エチルジチオ炭酸カリウムと反応させた後、水酸化ナトリウムを加えて還流させる方法により、ハロゲン化芳香族チオール類を得る方法が開示されている。この方法は繁雑であるばかりか、ジアゾニウム塩を扱うので危険を伴い、好ましくない。
【０００６】
特開昭５６−１５６２５７号公報には、１，３，５−トリクロロベンゼンまたは１−ブロモ−３，５−ジクロロベンゼンとアルカリ金属硫化物を、ジエチレングリコールのような溶媒の存在下に反応させる、３，５−ジクロロチオフェノールの製造方法が開示されている。この方法は、比較的簡単な操作で目的物が得られるが、収率が低く、副生成物が多いので、精製が困難である。
【０００７】
Zhur. Org. Khim. １１巻１１３２頁（１９７５）には、酸化トリウムの存在下に、ハロゲン化アリールに硫化水素を反応させて芳香族チオール類を得ているが、５５０℃以上の高温を必要とし、収率もよくない。
【０００８】
特開平２−４８５６４号公報には、一方のベンゼン環にニトロ基を有するジアリールスルフィドに、求電子置換反応によって他方のベンゼン環にハロゲン原子、ニトロ基のような置換基を導入し、ついで水酸化ナトリウムのような塩基性物質の存在下に、チオフェノールとの間で交換反応を行うことにより、該置換基で核置換されたチオフェノール類を得る方法を開示している。しかしながら、この方法は繁雑であり、またチオフェノール類のベンゼン環に多数の置換基を導入するには適さない。
【０００９】
特開昭６１−７２７４９号公報には、ｏ−ハロフェノールにＮ，Ｎ−ジアルキルカルバモイルハライドを反応させて、Ｏ−ｏ−ハロフェニル−Ｎ，Ｎ−ジアルキルカルバメートを合成し、これを加熱により転位反応させてＳ−ｏ−ハロフェニル−Ｎ，Ｎ−ジアルキルカルバメートとした後、加水分解してｏ−ハロチオフェノールを製造する方法を開示している。しかしながら、この方法は煩雑な多段反応であるうえ、不安定で取り扱いにくいカルバモイルハライドを用いる必要がある。また、転位反応を高温で行うために副反応を生じるので不利であり、特にハロゲン以外の置換基を導入する場合に著しく不利である。
【００１０】
特開平２−２９５９６８号公報には４−ハロベンゼンスルフィン酸、特開平３−１８１４５５号公報には４−ハロベンゼンスルホニルクロリド、特開平５−１８６４１８号公報にはハロベンゼンスルフェニルハライドを、それぞれ鉱酸の存在下に亜鉛末のような金属粉末を用いて還元して、対応するハロゲン化チオフェノールを製造する方法が開示されている。しかしながら、これらの反応は、いずれも鉱酸の存在下に還元を行うために、特殊な装置が必要である。特開平５−１４００８６号公報には、モノハロベンゼンを塩化亜鉛のような触媒の存在下に一塩化硫黄と反応させ、その反応生成物を、亜鉛などの還元剤によって還元して、ハロチオフェノール類を得る方法が開示されている。この方法も、上記と同様に還元反応であるため、同様の問題がある。
【００１１】
特開平４−１８２４６３号公報には、多ハロゲン化ベンゼンに、硫化水素ナトリウム、硫化ナトリウム、硫化カリウムのような硫化物を反応させて、ハロゲン化チオフェノール類を得る方法が開示されている。
【００１２】
これらの方法においては、反応が遅いために、ハロゲン化芳香族チオール類が、原料のハロゲン化ベンゼンと反応して芳香族スルフィド類になりやすく、ハロゲン化芳香族チオール類の収率を低下させている。
【００１３】
特開平４−１９８１６２号公報には、多ハロゲン化ベンゼンにチオグリコール酸塩を反応させて、ハロゲン化芳香族チオール類を得る方法が開示されている。また、特開平５−１７８８１６号公報には、ハロゲン化フェニルチオグリコール酸を、塩基の存在下に、硫化水素ナトリウムや芳香族チオールのような硫化物と反応させて、ハロゲン化芳香族チオール類を得る方法が開示されている。しかしながら、これらの方法では、高純度の芳香族チオール類を収率よく得ることはできない。
【００１４】
特開平８−１４３５３３号公報には、チオアニソール類の硫黄原子に結合したメチル基を、塩素ガスにより塩素化してハロゲン化チオアニソール類とし、これを加水分解してハロゲン化芳香族チオール類を得る方法が開示されている。さらに、上記の特開平８−１４３５３２号公報には、上記のハロゲン化チオアニソール類の加水分解を鉱酸の存在下に行うこと、および該加水分解反応によって得られたハロゲン化芳香族チオール類を、過酸化水素のような酸化剤によって酸化二量化して、ハロゲン化芳香族ジスルフィド類が得られることが開示されている。しかしながら、この方法では、チオアニソール類を得るために揮発性で臭気のあるメチルメルカプタンを用いるうえに、メチル基を塩素化するために塩素ガスを導入するという煩雑な工程が必要である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、芳香族ハロゲン化合物より、置換基を有する芳香族チオール類および芳香族ジスルフィド類を、簡単な操作により、優れた収率と純度で製造する方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するために研究を重ねた結果、芳香族ハロゲン化合物を、特定構造のヒドロカルビルメルカプチドアルカリ金属塩と反応させ、得られた芳香族チオエーテル類をプロトン酸によって分解することにより、その目的を達成しうることを見出して、本発明を完成させるに至った。
【００１７】
すなわち、本発明は、
（Ａ）一般式（Ｉ）：
Ｙ_n−Ａｒ−Ｘ_m （Ｉ）
（式中、
Ａｒは、芳香族炭化水素残基を表し；
Ｘは、Ａｒ中の芳香環の炭素原子に結合しているハロゲン原子を表し；
Ｙは、Ａｒ中の芳香環の炭素原子に結合しているハロゲン原子、ニトロ基、ニトリル基、スルホン基、スルファモイル基およびヒドロカルビルスルホニル基からなる群より選ばれる１種または２種以上の置換基を表し；
ｍは、１以上の整数であり；
ｎは、０または１以上の整数である）
で示される芳香族ハロゲン化合物に、
（Ｂ）（１）一般式（II）：
【化９】

（式中、
Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³は、それぞれアルキル基またはアリール基を表し、ただし、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³のいずれか２個がアリール基の場合、残余は水素原子でもよく；
Ｍは、アルカリ金属原子を表す）
で示されるヒドロカルビルメルカプチドアルカリ金属塩；および／または
（２）（ａ）一般式（III）：
【化１０】

（式中、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³は、前述のとおりである）
で示されるヒドロカルビルメルカプタン、および
（ｂ）アルカリ金属、その水酸化物、炭酸塩、水素化物もしくはアルコキシドを、
（Ｃ）非プロトン極性溶媒
の存在下に反応させて、一般式（IV）：
【化１１】

（式中、Ｙ、Ａｒ、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、ｍおよびｎは、前述のとおりである）
で示される芳香族チオエーテル類を製造し；
得られた該チオエーテル類を
（Ｄ）プロトン酸
と反応させることを特徴とする、一般式（Ｖ）：
Ｙ_n−Ａｒ−（ＳＨ)_m （Ｖ）
（式中、Ｙ、Ａｒ、ｍおよびｎは、前述のとおりである）
で示される芳香族チオール類を製造する方法に関する。また、このような方法によって、一般式（Ｖ）で示され、ｍが１である芳香族チオール類を製造し、ついでこれを酸化して、一般式（VI）：
Ｙ_n−Ａｒ−Ｓ−Ｓ−Ａｒ−Ｙ_n （VI）
（式中、ＡｒおよびＹは、前述のとおりであり；ｎは、０または１以上の整数である）
で示される芳香族ジスルフィド類を製造する方法に関する。
【００１８】
なお、本明細書において、「芳香族チオール類」は、特に限定されない限り、芳香族モノチオール類のほか、芳香族ジチオール類、芳香族トリチオール類など、複数のメルカプト基を有する芳香族化合物を包含する概念として用いる。
【００１９】
本発明の製造方法は、代表的には、上記の反応により、（Ａ）の芳香族ハロゲン化合物が、一般式（Ｉａ）：
【化１２】

（式中、ＸおよびＹは、前述のとおりであり；ｍは、１〜６の整数であり、ｎは、０または１〜５の整数であり、ただし、ｍ＋ｎは６以下である）
で示され、一般式（Ｖａ）：
【化１３】

（式中、Ｙは、前述のとおりであり；ｍおよびｎは、上記のとおりである）
で示される芳香族チオール類を製造する方法に関する。また、このような方法によって、一般式（Ｖａ）で示され、ｍが１である芳香族チオール類を製造し、ついでこれを酸化して、一般式（VIａ）：
【化１４】

（式中、Ｙは、前述のとおりであり；ｎは、０または１〜５の整数である）
で示される芳香族ジスルフィド類を製造する方法に関する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の芳香族チオール類の製造方法の第１工程は、（Ａ）芳香族ハロゲン化合物を（Ｂ）有機硫黄化合物と反応させて、芳香族チオエーテル類を製造する工程である。
【００２１】
本発明に用いられる（Ａ）芳香族ハロゲン化合物は、芳香環の炭素原子に結合している少なくとも１個のＸを有する、炭素系芳香環化合物の誘導体である。
【００２２】
Ａｒは、芳香族炭化水素残基であり、Ａｒとしては、ベンゼン環、ビフェニル環、テルフェニル環、ナフタレン環、アントラセン環、ピレン環などの芳香環の残基；およびそれらにメチル、エチル、プロピル、ブチルのような炭化水素基が置換しているものを包含する。（Ｂ）との反応性から、上記の炭化水素基で置換されていない芳香環残基が好ましく、ベンゼン環残基が特に好ましい。
【００２３】
Ｘは、Ａｒ中の芳香環の炭素原子に結合し、（Ｂ）との反応に寄与するハロゲン原子であり、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が例示される。（Ａ）が容易に入手でき、かつ副生物の処理が容易なことから、塩素原子または臭素原子が好ましい。
【００２４】
ｍは、１以上の整数であり、Ａｒがベンゼン環の場合は１〜６の整数である。反応生成物が比較的単純であり、特に得られる芳香族チオール類を酸化して、ジスルフィド結合を有する生成物を得ようとするときは、ｍが１であることが好ましい。
【００２５】
Ｙは、Ａｒ中の芳香環の炭素原子に結合し、目的物である芳香族チオール類または芳香族ジスルフィド類に置換基として導入され、またＹの存在によって、（Ａ）と（Ｂ）との反応が促進される。Ｙは、ハロゲン原子、ニトロ基、ニトリル基、スルホン基、スルファモイル基またはヒドロカルビルスルホニル基を表す。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられ、ヒドロカルビルスルホニル基としては、メチルスルホニル、フェニルスルホニル、ｐ−トルイルスルホニルなどが例示される。Ｙが複数個存在するとき、それらはたがいに同一であっても異なっていてもよい。またＹがハロゲン原子のとき、Ｘと同一であっても異なっていてもよい。
【００２６】
ｎは、０または１以上の整数であり、Ａｒがベンゼン環残基の場合、０または１〜５の整数である。ｎが大きいほど（Ａ）と（Ｂ）との反応が容易に進行し、続いて行われる脱離反応により置換芳香族チオール類の収率が高いが、他の芳香族チオール類の合成法と比較して、相対的に高い収率および純度で置換芳香族チオール類が得られることとから、ｎが２または３であることが好ましい。
【００２７】
（Ｂ）は、（Ａ）との反応によって芳香環にメルカプト基を導入するものである。（Ｂ）としては、下記の（１）および／または（２）が用いられる。すなわち、（１）は、分子中に特定構造の１価の炭化水素基を有するヒドロカルビルメルカプチドアルカリ金属塩であり；（２）は、（ａ）同様の１価の炭化水素基を有するヒドロカルビルメルカプタンと、（ｂ）アルカリ金属、その水酸化物、炭酸塩、水素化物もしくはアルコキシドの組合せである。（２）の組合せは、系中で（１）を形成する前駆物質であり、生成した（１）が（Ａ）と反応して、芳香族チオエーテル類を得ることができる。容易に入手できることから、（Ｂ）として（２）の組合せを用いることが好ましい。
【００２８】
（１）および（２）に含有される１価の炭化水素基は、一般式（VII）：
【化１５】

（式中、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³は、前述のとおりである）
で示される、脂肪族または芳香族の１価の第三級炭化水素基、または１価のジアリール第二級炭化水素基であり、ｔ−ブチル、ｔ−ペンチル、ｔ−ヘキシル、ｔ−オクチル、ｔ−デシル、ｔ−ドデシル、１−メチル−１−エチルプロピル、１，１−ジエチルプロピル、１，１，４−トリメチルペンチルのような第三級アルキル基；１−メチル−１−フェニルエチル、１，１−ジフェニルエチル、トリチルのような第三級芳香族炭化水素基；およびベンズヒドリルのような、硫黄原子に結合する炭素原子に２個のアリール基が結合した第二級芳香族炭化水素基が例示され、合成が容易で、反応および酸による脱離が容易なことから、ｔ−ブチルおよびベンズヒドリルが好ましい。Ｍは、アルカリ金属原子であって、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウムなどが挙げられ、ナトリウムおよびカリウムが好ましい。
【００２９】
このような（１）としては、ナトリウムｔ−ブチルメルカプチド、ナトリウムｔ−ペンチルメルカプチド、ナトリウムｔ−ヘキシルメルカプチド、ナトリウムｔ−ドデシルメルカプチド、ナトリウム−１，１−ジフェニルエチルメルカプチド、ナトリウムトリチルメルカプチドのような第三級ヒドロカルビルメルカプチドナトリウム塩；ナトリウムベンズヒドリルメルカプチドのような第二級ヒドロカルビルメルカプチドナトリウム塩；ならびに対応するヒドロカルビルメルカプチドリチウム塩およびカリウム塩が例示される。
【００３０】
（２）は、（ａ）上記のような１価の炭化水素基を有するヒドロカルビルメルカプタンと、（ｂ）アルカリ金属、その水酸化物、炭酸塩、水素化物またはアルコキシドとの組合せである。（ａ）としては、前述の（１）で例示された１価の炭化水素基を有するヒドロカルビルメルカプタンが例示され、ｔ−ブチルメルカプタンおよびベンズヒドリルメルカプタンが好ましい。
【００３１】
（ｂ）としては、上記のアルカリ金属のほか；水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのようなアルカリ金属水酸化物；炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムのようなアルカリ金属炭酸塩；水素化ナトリウム、水素化リチウムのようなアルカリ金属水素化物；ならびにナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムプロポキシド、ナトリウムイソプロポキシド、ナトリウムブトキシドのようなナトリウムアルコキシド、および対応するリチウムアルコキシドおよびカリウムアルコキシドが挙げられる。
【００３２】
用いる（ａ）と（ｂ）の量は、一方が過剰でも反応は進行するが、（ａ）に対する（ｂ）のモル比として１．０〜１．５が好ましく、１．０〜１．１がより好ましく、１．０が最も好ましいが、（ａ）の残存が好ましくない場合は、（ｂ）を若干過剰に用いてもよい。
【００３３】
（Ａ）との反応に供する（Ｂ）の量は、（Ｂ）を（２）の組合せで用いる場合は系中で生成する（１）の理論量に換算して、（Ａ）中のＸ１モルに対して通常１〜３モルの範囲であり、１．０〜１．１モルが好ましく、反応後に（Ａ）を除去する煩雑さを避けることから、１．０モルが最も好ましい。
【００３４】
本発明に用いられる（Ｃ）非プロトン極性溶媒は、（Ａ）と（Ｂ）との反応による芳香族チオール類の反応を著しく促進する反応溶媒である。（Ｃ）としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、スルホラン、ジメチルスルホキシドなどが例示され、反応促進効果が優れていることから、ジメチルスルホキシドが好ましい。
【００３５】
（Ｃ）の量は、反応にあずかる化合物を溶解ないし分散させ、系を撹拌するのに必要な量であり、具体的には、（Ａ）と（Ｂ）の合計量１モルに対して通常２００ｇ以上であり、４００〜１，２００ｇの範囲が好ましい。
【００３６】
（Ａ）芳香族ハロゲン化物と（Ｂ）硫黄化合物から芳香族チオエーテル類を合成する工程は、上記の（Ｃ）非プロトン極性溶媒の存在下に行う。たとえば、（Ｂ）として（１）ヒドロカルビルメルカプチドアルカリ金属塩を用いる場合、該（１）および（Ａ）を上記（Ｃ）に溶解させる。（Ｂ）として（２）、すなわち（ａ）と（ｂ）を用いる場合は、（ａ）および（ｂ）を（Ｃ）に溶解させておき、３５〜６０℃に加熱すると、反応が速やかに進行して（１）が形成されるので、ついでこれを上記と同様に（Ａ）と反応させる。
【００３７】
（Ａ）と（Ｂ）の反応は、室温〜２００℃で進行させることができる。（Ａ）のｎとｍの合計が２〜４のように比較的小さい場合は、好ましくは５０〜１２０℃に昇温して、反応を促進することが効果的である。ｍが２以上のときは、１００〜２００℃で反応させることが好ましい。なお、Ｙがニトロ基の場合、およびＡｒがベンゼン環でｎとｍの合計が５または６のときは、室温でも反応が充分に進行するので、室温が好ましい。
【００３８】
芳香族チオール類の製造方法の第２工程は、第１工程で得られた、前述のような特定範囲の構造の１価の炭化水素基が硫黄原子に結合した芳香族チオエーテル類をプロトン酸と反応させることにより、該芳香族化合物より炭化水素基を脱離させて、芳香族チオール類を得る工程である。
【００３９】
プロトン酸としては、フッ化水素酸、塩化水素酸、臭化水素酸のようなハロゲン化水素酸；硫酸；酢酸、トリフルオロ酢酸のようなカルボン酸；ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸のようなスルホン酸類などが例示され、触媒能が高く、不揮発性で加熱反応に適し、効果的に炭化水素基の脱離を行いうることから、ｐ−トルエンスルホン酸およびメタンスルホン酸が好ましい。これらのプロトン酸は、水和物の形で反応に供してもよいが、この場合、反応が極端に遅いので、脱水して用いることが好ましい。
【００４０】
（Ｄ）プロトン酸の使用量は、各種の炭化水素基に対して適度の脱離反応速度が得られ、かつ好ましくない副反応を生じないことから、反応に供される芳香族チオエーテル類１モルに対して通常０．１〜５モルの範囲であり、０．２〜３モルが好ましく、１．０モルが特に好ましい。
【００４１】
反応を促進し、かつ副反応を抑制するために、反応は通常１００〜２００℃で行われ、１００〜１５０℃が好ましい。反応温度の制御を容易にし、かつ脱離反応によって生じたイソブチレンのような炭化水素を吸収するために、トルエン、キシレン、メシチレンのような炭化水素類；アニソールのようなエーテル類など、反応温度領域に沸点を有する溶媒類の還流下に反応を行うことが好ましい。また、特にトルエン、アニソールのように水と共沸しうる溶媒を用い、プロトン酸を水和物または水が存在する状態で反応系に加えて、脱水しながら反応を進めることもできる。
【００４２】
このようにして、芳香族チオエーテル類の合成と、該チオエーテル類の炭化水素基の脱離反応とを組み合わせることにより、収率よく、また純度よく、芳香族チオール類を合成できる。
【００４３】
このようにして得られた芳香族チオール類は、各種化合物の合成のための中間体として用いてもよく、またｍ＝１である芳香族チオール類を酸化により二量体化して、芳香族ジスルフィド類を製造してもよい。
【００４４】
該酸化反応は、酸化剤を加えて撹拌することによって行うことができる。酸化剤としては、塩素、臭素、ヨウ素、過酸化水素、硫酸、過酢酸、塩化第二鉄、次亜塩素酸ナトリウムなどを用いることができる。簡便に実施できて良好な収率が得られることから、ヨウ素が好ましい。また、空気または酸素を導入して酸化反応を行ってもよい。反応は常温でも進行するが、必要に応じて加熱または冷却して行ってもよい。さらに、反応を円滑に進行させるために、芳香族チオール類をトルエン、キシレンのような有機溶媒に溶解させた後に、上記の反応を行ってもよい。
【００４５】
硫酸のようなプロトン酸は、芳香族チオエーテル類から芳香族チオール類を合成する際の反応剤としても用いられる。したがって、硫酸のような、酸化剤としても機能するプロトン酸を用い、適切な反応条件を選ぶことにより、芳香族チオエーテル類から、ｍが１である芳香族チオール類の合成と、芳香族ジスルフィド類の合成を、１段階で行うことができる。たとえば、９５％濃硫酸を用いて、芳香族チオエーテル類から炭化水素基の脱離反応を行うとき、単にトルエンの還流下に反応を行わせると、芳香族チオール類と、それが酸化して二量化した芳香族ジスルフィド類の両方が得られる。それに対して、トルエンとの共沸によって脱水しながら反応を進めると、芳香族チオエーテル類から芳香族チオール類を単離することなく、理論量に対して７０％以上の高収率で、芳香族ジスルフィド類を製造できる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、芳香族ハロゲン化合物から、置換基を有する芳香族チオール類および芳香族ジスルフィド類を、収率よく、かつ純度よく製造できる。本発明の方法は、特に他の方法では収率よく得られない二置換芳香族チオール類および二置換ジスルフィド類の製造に、特に有用性が高い。
【００４７】
本発明によって得られる芳香族チオール類および芳香族ジスルフィド類は、医薬、農薬、電子材料などの中間体として有用である。
【００４８】
【実施例】
以下、実施例によって、本発明をさらに詳細に説明する。実施例中、部は重量部を表し、組成の％は重量％を表す。以下の反応式および表において、ｔ−Ｂｕはｔ−ブチル基を、Ｐｈはフェニル基を、またＤＭＳＯはジメチルスルホキシドを表す。本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
【００４９】
実施例１
【００５０】
【化１６】

【００５１】
第１工程
撹拌機、ジムロート冷却器、温度計および滴下ロートを備えた反応器に、窒素雰囲気下で、ｔ−ブチルメルカプタン１８．０部、ジメチルスルホキシド２００部および８５％水酸化カリウム１５．４部を仕込み、５０℃で３０分間撹拌することにより、系中でカリウムｔ−ブチルメルカプチドを合成した。続いて、１，３−ジクロロベンゼン２９．４部を加えて撹拌しつつゆっくり昇温し、１２０℃で７時間加熱した。ついで室温まで冷却し、水２００部およびトルエン２００部を加えて撹拌した後、静置して分液した。有機相を飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水し、ついでトルエンを減圧で留去した。液状の残留物の減圧蒸留により、沸点１４０℃／３２Torrの留分として、無色透明の液体３３．０部を得た。
¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.54 (dd, J=1.7, 2.0Hz, 1H), 7.41 (ddd, J=1.3, 2.0, 7.6Hz, 1H), 7.34 (ddd, J=1.3, 1.7, 7.6Hz, 1H), 7.25 (t, J=7.6Hz, 1H), 1.29 (s, 9H).
【００５２】
この結果、得られた生成物は、３−クロロフェニルｔ−ブチルスルフィドであることを確認した。収率は、理論量に対して８２％であった。
【００５３】
【化１７】

【００５４】
第２工程
撹拌機、ジムロート冷却器、温度計、ディーンスタルク捕集器を備えた反応器に、窒素雰囲気下で、３−クロロフェニルｔ−ブチルスルフィド２０．１部、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物１９．０部およびトルエン１００部を仕込み、水を除去しながら、５時間加熱還流した。室温まで冷却し、水１５０部を加えて撹拌した後、静置して分液した。有機相に１０％水酸化ナトリウム水溶液２００部を加え、撹拌した後、静置して分液した。水相に１２N塩酸水溶液を加えて、pHを２に調整したところ、底部に油状物が析出した。トルエン１００部を加えて、析出した油状物を抽出した。得られた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで脱水した。ついでトルエンを減圧で留去し、減圧蒸留により、沸点１１０℃／３０Torrの留分として、無色透明の液体９．５部を得た。
¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.25 (m, 1H), 7.12 (m, 3H), 3.48 (s, 1H).
【００５５】
この結果、得られた生成物は、３−クロロチオフェノールであることを確認した。収率は、理論量に対して６５％であった。
【００５６】
実施例２
【００５７】
【化１８】

【００５８】
第１工程
１，３−ジクロロベンゼンの代わりに、１，３，５−トリクロロベンゼン３６．３部を加え、その後の加熱条件を８０℃、５時間とした以外は、実施例１の第１工程と同様にして、沸点７５℃／０．４Torrの無色液体３７．８部を得た。
¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.42 (d, J=2.0Hz, 2H), 7.36 (t, J=2.0Hz, 1H), 1.31 (s, 9H).
【００５９】
この結果、得られた生成物は、３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドであることを確認した。収率は、理論量に対して８０％であった。
【００６０】
【化１９】

【００６１】
第２工程
３−クロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの代わりに、第１工程で得られた３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィド２３．５部を加え、還流時間を３時間とした以外は、実施例１の第２工程と同様にして、pHを２に調整したところ、結晶が析出した。これをろ別して、無色針状結晶１３．３部を得た。
融点：６２℃；
¹H-NMR(CDCl₃): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【００６２】
この結果、得られた生成物は、３，５−ジクロロチオフェノールであることを確認した。収率は、理論量に対して７４％であった。
【００６３】
実施例３
【００６４】
【化２０】

【００６５】
実施例２の第１工程と同様の方法によって、３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドを得た。実施例１の第２工程で用いた反応器に、窒素ガス雰囲気下で、該３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィド２３．５部、キシレン１００部およびメタンスルホン酸１．９部を加え、窒素ガスを流して、生成するイソブチレンを除去しながら、加熱還流を１０時間行った。以下、実施例２の第２工程と同様にして生成物の精製を行い、pHを２に調整したところ、結晶が析出した。これをろ別し、無色針状結晶１２．４部を得た。
融点：６２℃；
¹H-NMR(CDCl₃): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【００６６】
この結果、得られた生成物は、３，５−ジクロロチオフェノールであることを確認した。収率は、理論量に対して６９％であった。
【００６７】
実施例４
【００６８】
【化２１】

【００６９】
第１工程
ｔ−ブチルメルカプタンの添加量を３６．１部、８５％水酸化カリウムの添加量を２９部とし、１，３−ジクロロベンゼンの代わりに、ヘキサクロロベンゼン５７．０部を加え、加熱せずに室温で一夜撹拌した以外は、実施例１の第１工程と同様にしてトルエンの留去まで行ったところ、淡黄色結晶状の残留物を得た。これをイソプロパノールから再結晶して、無色針状結晶６４．５部を得た。
融点：１４２℃；
元素分析値Ｃ₁₄Ｈ₁₈Ｃｌ₄Ｓ₂として、計算値Ｃ：４２．８７％，Ｈ：４．６３％、実測値Ｃ：４２．６４％，Ｈ：４．２７％；
¹H-NMR(CDCl₃): δ 1.42 (s, 9H).
【００７０】
この結果、得られた生成物は、ビス（ｔ−ブチルチオ）テトラクロロベンゼンであることを確認した。収率は、理論量に対して８３％であった。
【００７１】
【化２２】

【００７２】
第２工程
３−クロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの代わりに、第１工程で得られたビス（ｔ−ブチルチオ）テトラクロロベンゼン３９．２部を加え、還流時間を１時間とし、また分液後に加える１０％水酸化ナトリウム水溶液の量を４００部とした以外は、実施例１の第２工程と同様にして、pHを２に調整したところ、結晶が析出した。これをろ別して、白色結晶２６．０部を得た。
融点：２６０℃；
¹H-NMR(CDCl₃); δ 4.86 (s, 1H).
【００７３】
この結果、得られた生成物は、テトラクロロベンゼンジチオールであることを確認した。収率は、理論量に対して９３％であった。
【００７４】
実施例５
【００７５】
【化２３】

【００７６】
第１工程
１，３−ジクロロベンゼンの代わりに、氷冷下でｐ−ニトロクロロベンゼン３１．６部を加え、室温で３０分撹拌した以外は、実施例１の第１工程と同様にして、沸点９９℃／０．５Torrの無色液体３６．８部を得た。
¹H-NMR(CDCl₃): δ 8.17 (d, J=8.9Hz, 2H), 7.68 (d, J=8.9Hz, 2H), 1.35 (s, 9H).
【００７７】
この結果、得られた生成物は、４−ニトロフェニルｔ−ブチルスルフィドであることを確認した。収率は、理論量に対して８７％であった。
【００７８】
【化２４】

【００７９】
第２工程
３−クロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの代わりに、第１工程で得られた４−ニトロフェニルｔ−ブチルスルフィド２１．１部を加え、還流時間を４時間とした以外は、実施例１の第２工程と同様にして、pHを２に調整したところ、結晶が析出した。これをろ別して、淡黄色結晶１１．２部を得た。
融点：７７℃；
¹H-NMR(CDCl₃): δ 8.09 (d, J=8.9Hz, 2H), 7.36 (d, J=8.9Hz, 2H), 3.80 (s, 1H).
【００８０】
この結果、得られた生成物は、４−ニトロチオフェノールであることを確認した。収率は、理論量に対して７２％であった。
【００８１】
実施例６
【００８２】
【化２５】

【００８３】
第１工程
ｔ−ブチルメルカプタンの添加量を３６．０部、８５％水酸化カリウムの添加量を２９部とし、添加後の加熱条件を１３０℃で３時間とした以外は、実施例２の第１工程と同様にしてトルエンの留去まで行ったところ、淡黄色結晶状の残留物を得た。これをメタノールから再結晶して、無色板状結晶４５．８部を得た。融点：８９℃；
¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.61 (t, J=1.6Hz, 1H), 7.53 (d, J=1.6Hz, 2H), 1.30 (s, 18H).
【００８４】
この結果、得られた生成物は、３，５−ビス（ｔ−ブチルチオ）クロロベンゼンであることを確認した。収率は、理論量に対して７９％であった。
【００８５】
【化２６】

【００８６】
第２工程
３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの代わりに、第１工程で得られた３，５−ビス（ｔ−ブチルチオ）クロロベンゼン２８．９部を加え、還流時間を１２時間とし、分液後に加える１０％水酸化ナトリウム水溶液の量を４００部とした以外は、実施例２の第２工程と同様にして、無色針状結晶１６．５部を得た。
融点：５５℃；
¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.03 (s, 3H), 3.47 (s, 2H).
【００８７】
この結果、得られた生成物は、５−クロロ−１，３−ベンゼンジチオールであることを確認した。収率は、理論量に対して９３％であった。
【００８８】
実施例７
【００８９】
【化２７】

【００９０】
第１工程
実施例１の第１工程に用いたのと同様の付帯装置を備えた反応器に、窒素雰囲気下で、ジメチルスルホキシド３００部と、鉱油中に分散させた濃度６３．２％の水素化ナトリウム３４．２部を仕込み、室温で３０分間撹拌した。次に、ｔ−ブチルメルカプタン８１．２部をゆっくり滴下し、４０℃で３０分間撹拌した後、１，３，５−トリクロロベンゼン３６．２部を加えてゆっくり昇温し、１５０℃で２時間加熱した。ついで、室温まで冷却し、水４００部とトルエン２００部を加えて撹拌した。静置し、分液して有機相をとり、これを１０％水酸化ナトリウム水溶液で、ついで飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで脱水した後、トルエンを減圧で除去した。残留物をイソプロピルアルコールで再結晶して、無色板状結晶４１．０部を得た。
融点：１３２〜１３３℃；
¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.24 (s, 3H), 1.30 (s, 27H).
【００９１】
この結果、得られた生成物は、１，３，５−トリス（ｔ−ブチルチオ）ベンゼンであることを確認した。収率は、理論量に対して６０％であった。
【００９２】
【化２８】

【００９３】
第２工程
実施例１の第２工程に用いた反応器に、窒素ガス雰囲気下で、上記のようにして得られた１，３，５−トリス（ｔ−ブチルチオ）ベンゼン３４．３部、キシレン１００部およびメタンスルホン酸９．６部を加え、窒素ガスを流して、生成するイソブチレンを除去しながら、加熱還流を７時間行った。続いて、トルエン５００部を滴下しつつ、加熱して該トルエンを５時間還流させるとともに一部を留去することにより、イソブチレンを完全に除去した。ついで室温まで冷却し、水１００部を加えて撹拌し、分液して有機相をとった。これに１０％水酸化ナトリウム水溶液６００部を加えて撹拌し、分液によって水相をとり、以下、実施例２の第２工程と同様にして生成物の精製を行い、pHを２に調整したところ、結晶が析出した。これをろ別して、無色針状結晶１３．０部を得た。
融点：５６〜５９℃；
¹H-NMR(CDCl₃): δ 6.94 (s, 3H), 3.41 (s, 3H).
【００９４】
この結果、得られた生成物は、１，３，５−トリメルカプトベンゼンであることを確認した。収率は、理論量に対して７５％であった。
【００９５】
実施例８
【００９６】
【化２９】

【００９７】
第１工程
実施例２の第１工程で用いたのと同じ反応器に、窒素雰囲気下で、ジフェニルメタンチオール４４．０部、ジメチルスルホキシド２００部および純度９６％のナトリウムメトキシド１２．４部を仕込み、５０℃で３０分撹拌した。続いて、１，３，５−トリクロロベンゼン３６．３部を加え、以下、加熱条件を８０℃、３時間とした以外は、実施例２の第１工程と同様にしてトルエンの留去まで行ったところ、無色油状の残留物を得た。残留物をメタノールから再結晶して、無色板状結晶６４．８部を得た。
融点：５４℃；
¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.40 (d, J=7.4Hz, 4H), 7.31 (t, J=7.4Hz, 4H), 7.24 (t,J=7.4Hz, 2H), 7.09 (t, J=1.7Hz, 1H), 7.06 (d, J=1.7Hz, 2H), 5.56 (s, 1H).
【００９８】
この結果、得られた生成物は、３，５−ジクロロフェニル（ベンズヒドリル）スルフィドであることを確認した。収率は、理論量に対して９４％であった。
【００９９】
【化３０】

【０１００】
第２工程
３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの代わりに、第１工程で得られた３，５−ジクロロフェニル（ベンズヒドリル）スルフィド３４．５部を加え、還流時間を８時間とした以外は、実施例２の第２工程と同様にして、pHを２に調整したところ、結晶が析出した。これをろ別して、白色結晶１１．６部を得た。
融点：６２℃；
¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【０１０１】
この結果、得られた生成物は、３，５−ジクロロチオフェノールであることを確認した。収率は、理論量に対して６５％であった。
【０１０２】
実施例９
【０１０３】
【化３１】

【０１０４】
第１工程
実施例２の第１工程で用いたのと同じ反応器に、窒素雰囲気下で、ナトリウムｔ−ブチルメルカプチド２２．４部、ジメチルスルホキシド２００部および１，３，５−トリクロロベンゼン３６．３部を加え、８０℃で５時間加熱し、以下、実施例２の第１工程と同様にして、沸点７５℃／０．４Torrの無色液体３７．８部を得た。このものの¹H-NMR(CDCl₃)のチャートは、実施例２の第１工程の生成物と同じチャートが得られた。
【０１０５】
この結果、得られた生成物は、３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドであることを確認した。収率は、理論量に対して８０％であった。
【０１０６】
【化３２】

【０１０７】
第２工程
ガラス製オートクレーブに、窒素雰囲気下で、第１工程で得られた３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィド２３．５部、および臭化水素２５％を含む酢酸溶液１６１．８部を仕込み、加圧下に還流状態で３時間加熱した。ついで室温まで冷却して、反応生成物を別の容器に移し、水１５０部およびトルエン１００部を加えて撹拌した後、静置して分液した。以下、実施例２と同様の処理を行ったところ、結晶が析出した。これをろ別して、白色結晶１５．１部を得た。
融点：６２℃；
¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【０１０８】
この結果、得られた生成物は、３，５−ジクロロチオフェノールであることを確認した。収率は、理論量に対して８４％であった。
【０１０９】
実施例１０
【０１１０】
【化３３】

【０１１１】
実施例１の第２工程に用いたのと同様の反応器に、窒素雰囲気下で、実施例２の第１工程で得られた３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィド２３．５部、９５％濃硫酸１０．３部およびトルエン５０部を仕込み、撹拌しつつ加熱して３時間還流した。室温まで冷却し、水１５０部およびトルエン５０部を加えて撹拌した後、静置して分液した。有機相に１０％水酸化ナトリウム水溶液２００部を加え、撹拌して再び分液して有機相をとり、これを飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで脱水した後、トルエンを減圧留去して、淡黄色液体を得た。これをメタノールで処理し、無色針状結晶８．８部を得た。
融点：６５℃；
¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.33 (d, J=1.7Hz, 4H), 7.23 (t, J=1.7Hz, 2H).
【０１１２】
この結果、有機相より得られた生成物は、ビス（３，５−ジクロロフェニル）ジスルフィドであることを確認した。収率は、理論量に対して４９％であった。
【０１１３】
合わせた水相に１２N塩酸水溶液を加えて、pHを２に調整し、析出した結晶をろ別して、無色針状結晶４．３部を得た。
融点：６２℃；
¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【０１１４】
この結果、水相より得られた生成物は、３，５−ジクロロチオフェノールであることを確認した。収率は、理論量に対して２４％であった。
【０１１５】
実施例１１
【０１１６】
【化３４】

【０１１７】
反応溶液として用いるトルエンの量を１００部とし、水分を除去しながら還流を３時間行った以外は、実施例８と同様の反応を行い、同様の手順で反応生成物の精製を行った。有機相から、融点６５℃の無色針状結晶１２．９部を得た。その¹H-NMRチャートは、実施例８の有機相から得た結晶の¹H-NMRチャートとよく一致していた。このことから、有機相から得られた生成物は、ビス（３，５−ジクロロフェニル）ジスルフィドであることを確認した。収率は、理論量に対して７２％であった。
【０１１８】
合わせた水相から、融点６２℃の無色針状結晶０．４部を得た。同様にその¹H-NMRチャートから、生成物は３，５−ジクロロチオフェノールであることを確認した。収率は、理論量に対して２％であった。
【０１１９】
実施例１２
【０１２０】
【化３５】

【０１２１】
実施例１の第２工程に用いたのと同様の反応器に、窒素雰囲気下で、実施例６の第２工程で得られた３，５−ジクロロチオフェノール１７．９部、９５％濃硫酸２０．７部およびトルエン１００部を仕込み、水を除去しながら還流を６時間行った。室温まで冷却し、水１５０部を加えて撹拌した後、静置して分液した。有機相に１０％水酸化ナトリウム水溶液２００部を加えて撹拌した後、静置して、分液により有機相をとり、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで脱水した後、トルエンを減圧で留去して、無色針状結晶１７．５部を得た。
融点：６５℃；
¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.33 (d, J=1.7Hz, 4H), 7.23 (t, J=1.7Hz, 2H).
【０１２２】
この結果、得られた生成物は、ビス（３，５−ジクロロフェニル）ジスルフィドであることを確認した。収率は、理論量に対して９８％であった。
【０１２３】
実施例１３
【０１２４】
【化３６】

【０１２５】
実施例１０に用いたのと同様の反応器に、同様の３，５−ジクロロチオフェノール１７．９部、トルエン５０部および水５０部を仕込み、撹拌して均一に分散させた後、ヨウ素１２．７部をトルエン３０部に溶解させた溶液を滴下した。室温で３０分間撹拌した後、静置して、分液により有機相をとり、５％チオ硫酸ナトリウム水溶液および飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで脱水した後、トルエンを減圧で留去して、無色針状結晶１７．３部を得た。
融点：６５℃；
¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.33 (d, J=1.7Hz, 4H), 7.23 (t, J=1.7Hz, 2H).
【０１２６】
この結果、得られた生成物は、ビス（３，５−ジクロロフェニル）ジスルフィドであることを確認した。収率は、理論量に対して９８％であった。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing aromatic thiols from an aromatic halogen compound, and also relates to a method for producing aromatic disulfides via the aromatic thiols.
[0002]
[Prior art]
General formula (Va):
[Chemical 7]

(Where
Y represents a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a nitro group, a nitrile group and a sulfone group, which may be the same or different;
m is an integer of 1-6, n is an integer of 0 or 1-5, provided that m + n is 6 or less)
And the general formula (VIa):
[Chemical 8]

Aromatic disulfides represented by the formula (wherein Y and n are as described above) are widely used as intermediates for pharmaceuticals, agricultural chemicals and the like. Aromatic dithiols are used as intermediates for electronic materials and the like.
[0003]
Several methods have been proposed for producing aromatic monothiols, aromatic dithiols or aromatic disulfides having such substituents.
[0004]
For example, Kogaku Kagaku Kagaku Vol.70, No.8, pages 114-118 (1967) discloses that polychlorinated benzene is reacted with sodium hydrogen sulfide dissolved in liquid ammonia in an autoclave to mercaptoize one chlorine atom. A process for producing halogenated aromatic thiols is described. According to this method, halogenated aromatic thiols can be obtained in a high yield from polychlorinated benzene having 4 to 6 chlorine atoms, but the yield for obtaining dichlorothiophenol from trichlorobenzene is only 17 to 20%. However, there are industrial restrictions due to the complexity of handling liquid ammonia and the high-pressure reaction in the autoclave.
[0005]
Japanese Patent Publication No. 44-26100 discloses that a halogenated aromatic compound having an amino group is diazonium with sodium nitrite and concentrated hydrochloric acid and then reacted with potassium O-ethyldithiocarbonate, and then added with sodium hydroxide and refluxed. A method for obtaining a halogenated aromatic thiol by the method is disclosed. This method is not only complicated but also dangerous because it deals with a diazonium salt.
[0006]
JP-A-56-156257 discloses that 1,3,5-trichlorobenzene or 1-bromo-3,5-dichlorobenzene is reacted with an alkali metal sulfide in the presence of a solvent such as diethylene glycol. , 5-dichlorothiophenol is disclosed. In this method, the target product can be obtained by a relatively simple operation. However, since the yield is low and there are many by-products, purification is difficult.
[0007]
Zhur. Org. Khim. 11: 1132 (1975), aromatic sulfides are obtained by reacting aryl halides with hydrogen sulfide in the presence of thorium oxide, but a high temperature of 550 ° C. or higher is required. And the yield is not good.
[0008]
In JP-A-2-48564, a diaryl sulfide having a nitro group on one benzene ring is introduced with a substituent such as a halogen atom or nitro group on the other benzene ring by an electrophilic substitution reaction, and then hydroxylated. It discloses a method for obtaining a thiophenol having a nucleus substituted with the substituent by performing an exchange reaction with thiophenol in the presence of a basic substance such as sodium. However, this method is complicated and is not suitable for introducing a large number of substituents into the benzene ring of thiophenols.
[0009]
In JP-A-61-72749, O-halophenol is reacted with N, N-dialkylcarbamoyl halide to synthesize Oo-halophenyl-N, N-dialkylcarbamate, which is then rearranged by heating. In which S-o-halophenyl-N, N-dialkylcarbamate is produced and then hydrolyzed to produce o-halothiophenol. However, this method is a complicated multistage reaction, and it is necessary to use a carbamoyl halide which is unstable and difficult to handle. Further, this is disadvantageous because side reactions occur because the rearrangement reaction is carried out at a high temperature, and is particularly disadvantageous when a substituent other than halogen is introduced.
[0010]
JP-A-2-295968 discloses 4-halobenzenesulfinic acid, JP-A-3-181455 discloses 4-halobenzenesulfonyl chloride, and JP-A-5-186418 discloses halobenzenesulfenyl halide. A method for producing a corresponding halogenated thiophenol by reduction using a metal powder such as zinc powder in the presence of an acid is disclosed. However, all of these reactions require special equipment in order to carry out the reduction in the presence of a mineral acid. In JP-A-5-140086, monohalobenzene is reacted with sulfur monochloride in the presence of a catalyst such as zinc chloride, and the reaction product is reduced with a reducing agent such as zinc to produce halothiophenol. A method for obtaining a class is disclosed. This method also has the same problem since it is a reduction reaction as described above.
[0011]
JP-A-4-182463 discloses a method for obtaining halogenated thiophenols by reacting a polyhalogenated benzene with a sulfide such as sodium hydrogen sulfide, sodium sulfide or potassium sulfide.
[0012]
In these methods, since the reaction is slow, the halogenated aromatic thiols are likely to react with the halogenated benzene of the raw material to become aromatic sulfides, which reduces the yield of the halogenated aromatic thiols. Yes.
[0013]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-198162 discloses a method of obtaining a halogenated aromatic thiol by reacting a polyhalogenated benzene with a thioglycolate. In JP-A-5-178816, halogenated phenylthioglycolic acid is reacted with a sulfide such as sodium hydrogen sulfide or aromatic thiol in the presence of a base to obtain halogenated aromatic thiols. A method of obtaining is disclosed. However, these methods cannot obtain high-purity aromatic thiols with high yield.
[0014]
In JP-A-8-143533, methyl groups bonded to sulfur atoms of thioanisoles are chlorinated with chlorine gas to form halogenated thioanisoles, which are hydrolyzed to obtain halogenated aromatic thiols. A method is disclosed. Furthermore, the above-mentioned JP-A-8-143532 discloses that the halogenated thioanisoles are hydrolyzed in the presence of a mineral acid, and the halogenated aromatic thiols obtained by the hydrolysis reaction are described. It is disclosed that halogenated aromatic disulfides can be obtained by oxidative dimerization with an oxidizing agent such as hydrogen peroxide. However, in this method, in addition to using volatile and odorous methyl mercaptan to obtain thioanisoles, a complicated process of introducing chlorine gas to chlorinate the methyl group is required.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method for producing an aromatic thiol having a substituent and an aromatic disulfide from an aromatic halogen compound with an excellent yield and purity by a simple operation.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
As a result of repeated studies to solve the above problems, the present inventors have reacted an aromatic halogen compound with a hydrocarbyl mercaptide alkali metal salt having a specific structure, and converted the resulting aromatic thioether with a protonic acid. It was found that the purpose can be achieved by decomposing, and the present invention has been completed.
[0017]
That is, the present invention
(A) General formula (I):
Y _n -Ar-X _m (I)
(Where
Ar represents an aromatic hydrocarbon residue;
X represents a halogen atom bonded to a carbon atom of an aromatic ring in Ar;
Y represents one or more substituents selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group, a nitrile group, a sulfone group, a sulfamoyl group, and a hydrocarbylsulfonyl group bonded to a carbon atom of an aromatic ring in Ar. Representation;
m is an integer greater than or equal to 1;
n is 0 or an integer of 1 or more)
In the aromatic halogen compound represented by
(B) (1) General formula (II):
[Chemical 9]

(Where
R ¹ , R ² And R ^Three Each represents an alkyl group or an aryl group, provided that R represents ¹ , R ² And R ^Three When any two of them are aryl groups, the remainder may be a hydrogen atom;
M represents an alkali metal atom)
A hydrocarbyl mercaptide alkali metal salt represented by: and / or
(2) (a) General formula (III):
[Chemical Formula 10]

(Wherein R ¹ , R ² And R ^Three Is as described above)
Hydrocarbyl mercaptan represented by:
(B) an alkali metal, its hydroxide, carbonate, hydride or alkoxide,
(C) Aprotic polar solvent
Reaction in the presence of general formula (IV):
Embedded image

(Where Y, Ar, R ¹ , R ² , R ^Three , M and n are as described above)
An aromatic thioether represented by:
The resulting thioethers are
(D) Protic acid
With general formula (V):
Y _n -Ar- (SH) _m (V)
(Wherein Y, Ar, m and n are as described above)
It relates to a method for producing an aromatic thiol represented by Further, by such a method, an aromatic thiol represented by the general formula (V) and m = 1 is produced, and then oxidized to obtain the general formula (VI):
Y _n -Ar-SS-Ar-Y _n (VI)
(In the formula, Ar and Y are as described above; n is 0 or an integer of 1 or more)
It relates to a method for producing an aromatic disulfide represented by
[0018]
In the present specification, “aromatic thiols” includes aromatic monothiols, aromatic dithiols, aromatic trithiols, and other aromatic compounds having a plurality of mercapto groups, unless otherwise specified. Use as a concept.
[0019]
In the production method of the present invention, typically, the aromatic halogen compound of (A) is converted into the general formula (Ia):
Embedded image

(Wherein X and Y are as described above; m is an integer of 1 to 6, n is an integer of 0 or 1 to 5, provided that m + n is 6 or less)
In general formula (Va):
Embedded image

Wherein Y is as described above; m and n are as described above.
It relates to a method for producing an aromatic thiol represented by Further, by such a method, an aromatic thiol represented by the general formula (Va) and m = 1 is produced, and then oxidized to obtain the general formula (VIa):
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(Wherein Y is as described above; n is 0 or an integer of 1 to 5)
It relates to a method for producing an aromatic disulfide represented by
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The first step of the method for producing aromatic thiols of the present invention is a step of producing aromatic thioethers by reacting (A) an aromatic halogen compound with (B) an organic sulfur compound.
[0021]
The (A) aromatic halogen compound used in the present invention is a derivative of a carbon-based aromatic ring compound having at least one X bonded to a carbon atom of the aromatic ring.
[0022]
Ar is an aromatic hydrocarbon residue, and Ar is an aromatic ring residue such as a benzene ring, biphenyl ring, terphenyl ring, naphthalene ring, anthracene ring, pyrene ring; and methyl, ethyl, propyl And those substituted with a hydrocarbon group such as butyl. In view of reactivity with (B), an aromatic ring residue not substituted with the above hydrocarbon group is preferred, and a benzene ring residue is particularly preferred.
[0023]
X is a halogen atom that bonds to the carbon atom of the aromatic ring in Ar and contributes to the reaction with (B), and examples thereof include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. A chlorine atom or a bromine atom is preferable because (A) can be easily obtained and the by-product can be easily treated.
[0024]
m is an integer of 1 or more, and is an integer of 1 to 6 when Ar is a benzene ring. It is preferable that m is 1 when the reaction product is relatively simple, particularly when the resulting aromatic thiols are oxidized to obtain a product having a disulfide bond.
[0025]
Y is bonded to the carbon atom of the aromatic ring in Ar and introduced as a substituent into the target aromatic thiol or aromatic disulfide. Also, by the presence of Y, (A) and (B) The reaction is promoted. Y represents a halogen atom, a nitro group, a nitrile group, a sulfone group, a sulfamoyl group or a hydrocarbylsulfonyl group. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Examples of the hydrocarbylsulfonyl group include methylsulfonyl, phenylsulfonyl, p-toluylsulfonyl, and the like. When a plurality of Y are present, they may be the same or different. When Y is a halogen atom, it may be the same as or different from X.
[0026]
n is 0 or an integer of 1 or more, and is 0 or an integer of 1 to 5 when Ar is a benzene ring residue. The larger n is, the easier the reaction between (A) and (B) proceeds, and the yield of substituted aromatic thiols is higher due to the subsequent elimination reaction. In comparison, since substituted aromatic thiols can be obtained with relatively high yield and purity, n is preferably 2 or 3.
[0027]
(B) introduces a mercapto group into an aromatic ring by reaction with (A). As (B), the following (1) and / or (2) are used. That is, (1) is a hydrocarbyl mercaptide alkali metal salt having a monovalent hydrocarbon group having a specific structure in the molecule; (2) is a hydrocarbyl mercaptan having a monovalent hydrocarbon group similar to (a) And (b) a combination of an alkali metal, its hydroxide, carbonate, hydride or alkoxide. The combination (2) is a precursor that forms (1) in the system, and the produced (1) can react with (A) to obtain aromatic thioethers. Since it can be easily obtained, it is preferable to use the combination of (2) as (B).
[0028]
The monovalent hydrocarbon group contained in (1) and (2) has the general formula (VII):
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(Wherein R ¹ , R ² And R ^Three Is as described above)
An aliphatic or aromatic monovalent tertiary hydrocarbon group or a monovalent diaryl secondary hydrocarbon group represented by the formula: t-butyl, t-pentyl, t-hexyl, t-octyl, tertiary alkyl groups such as t-decyl, t-dodecyl, 1-methyl-1-ethylpropyl, 1,1-diethylpropyl, 1,1,4-trimethylpentyl; 1-methyl-1-phenylethyl, Tertiary aromatic hydrocarbon groups such as 1,1-diphenylethyl and trityl; and secondary aromatic hydrocarbon groups in which two aryl groups are bonded to a carbon atom bonded to a sulfur atom, such as benzhydryl. Are preferred, and t-butyl and benzhydryl are preferred because they are easy to synthesize and can be easily removed by reaction and acid. M is an alkali metal atom, and examples thereof include lithium, sodium, potassium, cesium and the like, and sodium and potassium are preferable.
[0029]
Examples of such (1) include sodium t-butyl mercaptide, sodium t-pentyl mercaptide, sodium t-hexyl mercaptide, sodium t-dodecyl mercaptide, sodium-1,1-diphenylethyl mercaptide, sodium trityl. Examples are tertiary hydrocarbyl mercaptide sodium salts such as mercaptides; secondary hydrocarbyl mercaptide sodium salts such as sodium benzhydryl mercaptide; and the corresponding hydrocarbyl mercaptide lithium and potassium salts.
[0030]
(2) is a combination of (a) a hydrocarbyl mercaptan having a monovalent hydrocarbon group as described above and (b) an alkali metal, its hydroxide, carbonate, hydride or alkoxide. (A) is exemplified by hydrocarbyl mercaptan having a monovalent hydrocarbon group exemplified in the above (1), and t-butyl mercaptan and benzhydryl mercaptan are preferable.
[0031]
(B) includes, in addition to the above alkali metals; alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkali metal carbonates such as lithium carbonate, sodium carbonate and potassium carbonate; hydrogen And alkali metal hydrides such as sodium hydride, lithium hydride; and sodium alkoxides such as sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium propoxide, sodium isopropoxide, sodium butoxide, and corresponding lithium alkoxides and potassium alkoxides. It is done.
[0032]
Although the reaction proceeds even if one of the amounts of (a) and (b) used is excessive, the molar ratio of (b) to (a) is preferably 1.0 to 1.5, and preferably 1.0 to 1.1. Is more preferable, and 1.0 is most preferable, but when (a) does not remain, (b) may be used in a slight excess.
[0033]
The amount of (B) to be subjected to the reaction with (A) is converted to the theoretical amount of (1) generated in the system when (B) is used in the combination of (2), and X1 in (A) It is usually in the range of 1 to 3 moles relative to moles, preferably 1.0 to 1.1 moles, and 1.0 mole is most preferred because it avoids the trouble of removing (A) after the reaction.
[0034]
The (C) aprotic polar solvent used in the present invention is a reaction solvent that significantly accelerates the reaction of aromatic thiols by the reaction of (A) and (B). Examples of (C) include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, sulfolane, dimethyl sulfoxide, and the like. preferable.
[0035]
The amount of (C) is the amount necessary to dissolve or disperse the compound involved in the reaction and to stir the system. Specifically, it is usually based on 1 mol of the total amount of (A) and (B). It is 200g or more, and the range of 400-1200g is preferable.
[0036]
The step of synthesizing an aromatic thioether from (A) an aromatic halide and (B) a sulfur compound is performed in the presence of the above (C) aprotic polar solvent. For example, when (1) a hydrocarbyl mercaptide alkali metal salt is used as (B), the (1) and (A) are dissolved in the above (C). When (2) is used as (B), that is, when (a) and (b) are used, (a) and (b) are dissolved in (C) and heated to 35 to 60 ° C., the reaction quickly As (1) is formed as it proceeds, it is then reacted with (A) as described above.
[0037]
The reaction of (A) and (B) can be allowed to proceed at room temperature to 200 ° C. When the total of n and m in (A) is relatively small, such as 2 to 4, it is effective to increase the temperature to 50 to 120 ° C. to promote the reaction. When m is 2 or more, it is preferable to make it react at 100-200 degreeC. When Y is a nitro group, and when Ar is a benzene ring and the total of n and m is 5 or 6, the reaction proceeds sufficiently even at room temperature, and therefore room temperature is preferred.
[0038]
In the second step of the method for producing aromatic thiols, the aromatic thioethers obtained by the first step in which the monovalent hydrocarbon group having the structure in the specific range as described above is bonded to a sulfur atom are combined with protonic acid. In this step, a hydrocarbon group is eliminated from the aromatic compound by reaction to obtain an aromatic thiol.
[0039]
Protic acids include hydrohalic acids such as hydrofluoric acid, hydrochloric acid, and hydrobromic acid; sulfuric acid; carboxylic acids such as acetic acid and trifluoroacetic acid; benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, and methane. Examples thereof include sulfonic acids such as sulfonic acid, and have high catalytic ability, are non-volatile, suitable for heat reaction, and can effectively remove hydrocarbon groups. Therefore, p-toluenesulfonic acid and methanesulfonic acid are preferable. These protonic acids may be subjected to the reaction in the form of a hydrate. In this case, since the reaction is extremely slow, it is preferable to use after dehydration.
[0040]
(D) The amount of the protonic acid used is 1 mol of aromatic thioethers used for the reaction because an appropriate elimination reaction rate is obtained with respect to various hydrocarbon groups and an undesirable side reaction does not occur. Is usually in the range of 0.1 to 5 mol, preferably 0.2 to 3 mol, and particularly preferably 1.0 mol.
[0041]
In order to accelerate the reaction and suppress side reactions, the reaction is usually carried out at 100 to 200 ° C, preferably 100 to 150 ° C. Reaction temperature range such as toluene, xylene, mesitylene hydrocarbons, ethers such as anisole, etc. to facilitate control of reaction temperature and absorb hydrocarbons such as isobutylene generated by elimination reaction It is preferable to carry out the reaction under reflux of solvents having a boiling point. In addition, a solvent that can be azeotroped with water, such as toluene and anisole, can be used to add the proton acid to the reaction system in the presence of hydrate or water, and the reaction can proceed while dehydrating.
[0042]
Thus, by combining the synthesis of aromatic thioethers with the elimination reaction of the hydrocarbon group of the thioethers, aromatic thiols can be synthesized with good yield and high purity.
[0043]
The aromatic thiols thus obtained may be used as intermediates for the synthesis of various compounds, and the aromatic thiols with m = 1 are dimerized by oxidation to produce aromatic disulfides. May be produced.
[0044]
The oxidation reaction can be performed by adding an oxidizing agent and stirring. As the oxidizing agent, chlorine, bromine, iodine, hydrogen peroxide, sulfuric acid, peracetic acid, ferric chloride, sodium hypochlorite and the like can be used. Iodine is preferred because it can be carried out simply and a good yield is obtained. Further, the oxidation reaction may be performed by introducing air or oxygen. The reaction proceeds even at room temperature, but may be performed by heating or cooling as necessary. Furthermore, in order to make the reaction proceed smoothly, the above reaction may be carried out after dissolving the aromatic thiols in an organic solvent such as toluene or xylene.
[0045]
Protic acids such as sulfuric acid are also used as a reactant in the synthesis of aromatic thiols from aromatic thioethers. Therefore, by using a protonic acid such as sulfuric acid that also functions as an oxidant and selecting appropriate reaction conditions, synthesis of aromatic thiols with m = 1 from aromatic thioethers, and aromatic disulfides Can be performed in one step. For example, when a hydrocarbon group elimination reaction is performed from aromatic thioethers using 95% concentrated sulfuric acid, if the reaction is simply carried out under reflux of toluene, the aromatic thiols are oxidized and dihydrogenated. Both quantified aromatic disulfides are obtained. In contrast, when the reaction proceeds while dehydrating by azeotropy with toluene, the aromatic thiols are not isolated from the aromatic thioethers, and the aromatics are obtained in a high yield of 70% or more based on the theoretical amount. Disulfides can be produced.
[0046]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the aromatic thiols and aromatic disulfides which have a substituent can be manufactured with sufficient yield and purity from an aromatic halogen compound. The method of the present invention is particularly useful for the production of disubstituted aromatic thiols and disubstituted disulfides that cannot be obtained in good yield by other methods.
[0047]
The aromatic thiols and aromatic disulfides obtained by the present invention are useful as intermediates for pharmaceuticals, agricultural chemicals, electronic materials and the like.
[0048]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. In the examples, parts represent parts by weight, and% of the composition represents% by weight. In the following reaction formulas and tables, t-Bu represents a t-butyl group, Ph represents a phenyl group, and DMSO represents dimethyl sulfoxide. The present invention is not limited by these examples.
[0049]
Example 1
[0050]
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[0051]
First step
A reactor equipped with a stirrer, a Dimroth cooler, a thermometer and a dropping funnel was charged with 18.0 parts of t-butyl mercaptan, 200 parts of dimethyl sulfoxide and 15.4 parts of 85% potassium hydroxide under a nitrogen atmosphere. Potassium t-butyl mercaptide was synthesized in the system by stirring at 50 ° C. for 30 minutes. Subsequently, 29.4 parts of 1,3-dichlorobenzene was added, the temperature was slowly raised while stirring, and the mixture was heated at 120 ° C. for 7 hours. Next, the mixture was cooled to room temperature, 200 parts of water and 200 parts of toluene were added and stirred, and then allowed to stand to separate. The organic phase was washed with saturated brine, dehydrated with anhydrous sodium sulfate, and then toluene was distilled off under reduced pressure. By vacuum distillation of the liquid residue, 33.0 parts of a colorless and transparent liquid was obtained as a fraction having a boiling point of 140 ° C./32 Torr.
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 7.54 (dd, J = 1.7, 2.0Hz, 1H), 7.41 (ddd, J = 1.3, 2.0, 7.6Hz, 1H), 7.34 (ddd, J = 1.3, 1.7, 7.6Hz, 1H), 7.25 (t, J = 7.6Hz, 1H), 1.29 (s, 9H).
[0052]
As a result, it was confirmed that the obtained product was 3-chlorophenyl t-butyl sulfide. The yield was 82% based on the theoretical amount.
[0053]
Embedded image

[0054]
Second step
In a reactor equipped with a stirrer, a Dimroth cooler, a thermometer, and a Dean Stark collector, 20.1 parts of 3-chlorophenyl t-butyl sulfide, p-toluenesulfonic acid monohydrate 19. 0 parts and 100 parts of toluene were charged, and the mixture was heated to reflux for 5 hours while removing water. After cooling to room temperature, 150 parts of water was added and stirred, and then allowed to stand to separate. To the organic phase, 200 parts of 10% aqueous sodium hydroxide solution was added, stirred, and allowed to stand to separate. A 12N hydrochloric acid aqueous solution was added to the aqueous phase to adjust the pH to 2. As a result, an oily substance was deposited at the bottom. Toluene (100 parts) was added, and the precipitated oil was extracted. The obtained organic phase was washed with saturated brine and dehydrated with anhydrous sodium sulfate. Subsequently, toluene was distilled off under reduced pressure, and 9.5 parts of a colorless and transparent liquid was obtained by distillation under reduced pressure as a fraction having a boiling point of 110 ° C./30 Torr.
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 7.25 (m, 1H), 7.12 (m, 3H), 3.48 (s, 1H).
[0055]
As a result, it was confirmed that the obtained product was 3-chlorothiophenol. The yield was 65% based on the theoretical amount.
[0056]
Example 2
[0057]
Embedded image

[0058]
First step
Instead of 1,3-dichlorobenzene, 36.3 parts of 1,3,5-trichlorobenzene was added, and the subsequent heating conditions were set at 80 ° C. for 5 hours, the same as in the first step of Example 1. As a result, 37.8 parts of a colorless liquid having a boiling point of 75 ° C./0.4 Torr was obtained.
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 7.42 (d, J = 2.0Hz, 2H), 7.36 (t, J = 2.0Hz, 1H), 1.31 (s, 9H).
[0059]
As a result, it was confirmed that the obtained product was 3,5-dichlorophenyl t-butyl sulfide. The yield was 80% based on the theoretical amount.
[0060]
Embedded image

[0061]
Second step
The second example of Example 1 except that 23.5 parts of 3,5-dichlorophenyl t-butyl sulfide obtained in the first step was added in place of 3-chlorophenyl t-butyl sulfide and the reflux time was 3 hours. When the pH was adjusted to 2 in the same manner as in the step, crystals were precipitated. This was filtered off to obtain 13.3 parts of colorless needle crystals.
Melting point: 62 ° C;
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
[0062]
As a result, it was confirmed that the obtained product was 3,5-dichlorothiophenol. The yield was 74% based on the theoretical amount.
[0063]
Example 3
[0064]
Embedded image

[0065]
In the same manner as in the first step of Example 2, 3,5-dichlorophenyl t-butyl sulfide was obtained. Under a nitrogen gas atmosphere, 23.5 parts of the 3,5-dichlorophenyl t-butyl sulfide, 100 parts of xylene and 1.9 parts of methanesulfonic acid were added to the reactor used in the second step of Example 1, and nitrogen was added. Heating and refluxing were performed for 10 hours while flowing gas to remove the generated isobutylene. Thereafter, the product was purified in the same manner as in the second step of Example 2 and the pH was adjusted to 2. As a result, crystals were precipitated. This was filtered off to obtain 12.4 parts of colorless needle crystals.
Melting point: 62 ° C;
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
[0066]
As a result, it was confirmed that the obtained product was 3,5-dichlorothiophenol. The yield was 69% based on the theoretical amount.
[0067]
Example 4
[0068]
Embedded image

[0069]
First step
The addition amount of t-butyl mercaptan was 36.1 parts, the addition amount of 85% potassium hydroxide was 29 parts, and 57.0 parts of hexachlorobenzene was added instead of 1,3-dichlorobenzene, and the mixture was heated to room temperature without heating. In the same manner as in the first step of Example 1, except for stirring overnight, toluene was distilled off to obtain a pale yellow crystalline residue. This was recrystallized from isopropanol to obtain 64.5 parts of colorless needle crystals.
Melting point: 142 ° C;
Elemental analysis value C ₁₄ H ₁₈ Cl _Four S ₂ Calculated value C: 42.87%, H: 4.63%, measured value C: 42.64%, H: 4.27%;
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 1.42 (s, 9H).
[0070]
As a result, it was confirmed that the obtained product was bis (t-butylthio) tetrachlorobenzene. The yield was 83% based on the theoretical amount.
[0071]
Embedded image

[0072]
Second step
Instead of 3-chlorophenyl t-butyl sulfide, 39.2 parts of bis (t-butylthio) tetrachlorobenzene obtained in the first step was added, the reflux time was 1 hour, and 10% sodium hydroxide added after the separation. When the pH was adjusted to 2 in the same manner as in the second step of Example 1, except that the amount of the aqueous solution was 400 parts, crystals were precipitated. This was filtered off to obtain 26.0 parts of white crystals.
Melting point: 260 ° C;
¹ H-NMR (CDCl _Three ); δ 4.86 (s, 1H).
[0073]
As a result, it was confirmed that the obtained product was tetrachlorobenzenedithiol. The yield was 93% based on the theoretical amount.
[0074]
Example 5
[0075]
Embedded image

[0076]
First step
Instead of 1,3-dichlorobenzene, 31.6 parts of p-nitrochlorobenzene was added under ice cooling, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes in the same manner as in the first step of Example 1, with a boiling point of 99 ° C / 36.8 parts of a 0.5 Torr colorless liquid were obtained.
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 8.17 (d, J = 8.9Hz, 2H), 7.68 (d, J = 8.9Hz, 2H), 1.35 (s, 9H).
[0077]
As a result, it was confirmed that the obtained product was 4-nitrophenyl t-butyl sulfide. The yield was 87% based on the theoretical amount.
[0078]
Embedded image

[0079]
Second step
Second step of Example 1 except that 21.1 parts of 4-nitrophenyl t-butyl sulfide obtained in the first step was added instead of 3-chlorophenyl t-butyl sulfide and the reflux time was 4 hours. In the same manner as described above, when the pH was adjusted to 2, crystals were precipitated. This was filtered off to obtain 11.2 parts of pale yellow crystals.
Melting point: 77 ° C;
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 8.09 (d, J = 8.9Hz, 2H), 7.36 (d, J = 8.9Hz, 2H), 3.80 (s, 1H).
[0080]
As a result, it was confirmed that the obtained product was 4-nitrothiophenol. The yield was 72% based on the theoretical amount.
[0081]
Example 6
[0082]
Embedded image

[0083]
First step
The first step of Example 2 except that the addition amount of t-butyl mercaptan was 36.0 parts, the addition amount of 85% potassium hydroxide was 29 parts, and the heating condition after addition was 130 ° C. for 3 hours. Similarly, when toluene was distilled off, a pale yellow crystalline residue was obtained. This was recrystallized from methanol to obtain 45.8 parts of colorless plate crystals. Melting point: 89 ° C;
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 7.61 (t, J = 1.6Hz, 1H), 7.53 (d, J = 1.6Hz, 2H), 1.30 (s, 18H).
[0084]
As a result, it was confirmed that the obtained product was 3,5-bis (t-butylthio) chlorobenzene. The yield was 79% based on the theoretical amount.
[0085]
Embedded image

[0086]
Second step
Instead of 3,5-dichlorophenyl t-butyl sulfide, 28.9 parts of 3,5-bis (t-butylthio) chlorobenzene obtained in the first step is added, the reflux time is 12 hours, and 10 parts are added after the liquid separation. 16.5 parts of colorless needle crystals were obtained in the same manner as in the second step of Example 2, except that the amount of the aqueous sodium hydroxide solution was 400 parts.
Melting point: 55 ° C;
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 7.03 (s, 3H), 3.47 (s, 2H).
[0087]
As a result, it was confirmed that the obtained product was 5-chloro-1,3-benzenedithiol. The yield was 93% based on the theoretical amount.
[0088]
Example 7
[0089]
Embedded image

[0090]
First step
In a reactor equipped with an auxiliary device similar to that used in the first step of Example 1, in a nitrogen atmosphere, 300 parts of dimethyl sulfoxide and sodium hydride 34 in a concentration of 63.2% dispersed in mineral oil. 2 parts were charged and stirred at room temperature for 30 minutes. Next, 81.2 parts of t-butyl mercaptan was slowly added dropwise, and the mixture was stirred at 40 ° C. for 30 minutes. Then, 36.2 parts of 1,3,5-trichlorobenzene was added and the temperature was slowly raised, and the mixture was heated at 150 ° C. for 2 hours. Heated. Next, the mixture was cooled to room temperature, and 400 parts of water and 200 parts of toluene were added and stirred. The mixture was allowed to stand and separated to obtain an organic phase, which was washed with a 10% aqueous sodium hydroxide solution and then with saturated brine, dehydrated with anhydrous sodium sulfate, and then toluene was removed under reduced pressure. The residue was recrystallized from isopropyl alcohol to obtain 41.0 parts of colorless plate crystals.
Melting point: 132-133 ° C .;
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 7.24 (s, 3H), 1.30 (s, 27H).
[0091]
As a result, it was confirmed that the obtained product was 1,3,5-tris (t-butylthio) benzene. The yield was 60% based on the theoretical amount.
[0092]
Embedded image

[0093]
Second step
In the reactor used in the second step of Example 1, in a nitrogen gas atmosphere, 34.3 parts of 1,3,5-tris (t-butylthio) benzene obtained as described above, 100 parts of xylene and While adding 9.6 parts of methanesulfonic acid and flowing nitrogen gas to remove the generated isobutylene, the mixture was heated to reflux for 7 hours. Subsequently, while adding 500 parts of toluene dropwise, the mixture was heated to reflux the toluene for 5 hours and a part was distilled off to completely remove isobutylene. Subsequently, it cooled to room temperature, 100 parts of water was added and stirred, and it liquid-separated, and took the organic phase. To this, 600 parts of 10% aqueous sodium hydroxide solution was added and stirred. The aqueous phase was separated by liquid separation, and the product was purified in the same manner as in the second step of Example 2 to adjust the pH to 2. However, crystals were deposited. This was filtered off to obtain 13.0 parts of colorless needle crystals.
Melting point: 56-59 ° C .;
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 6.94 (s, 3H), 3.41 (s, 3H).
[0094]
As a result, it was confirmed that the obtained product was 1,3,5-trimercaptobenzene. The yield was 75% based on the theoretical amount.
[0095]
Example 8
[0096]
Embedded image

[0097]
First step
The same reactor used in the first step of Example 2 was charged with 44.0 parts of diphenylmethanethiol, 200 parts of dimethyl sulfoxide and 12.4 parts of sodium methoxide having a purity of 96% in a nitrogen atmosphere at 50 ° C. For 30 minutes. Subsequently, 36.3 parts of 1,3,5-trichlorobenzene was added, and toluene was distilled off in the same manner as in the first step of Example 2 except that the heating conditions were set at 80 ° C. for 3 hours. As a result, a colorless oily residue was obtained. The residue was recrystallized from methanol to obtain 64.8 parts of colorless plate crystals.
Melting point: 54 ° C .;
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 7.40 (d, J = 7.4Hz, 4H), 7.31 (t, J = 7.4Hz, 4H), 7.24 (t, J = 7.4Hz, 2H), 7.09 (t, J = 1.7Hz, 1H) , 7.06 (d, J = 1.7Hz, 2H), 5.56 (s, 1H).
[0098]
As a result, it was confirmed that the obtained product was 3,5-dichlorophenyl (benzhydryl) sulfide. The yield was 94% based on the theoretical amount.
[0099]
Embedded image

[0100]
Second step
Instead of 3,5-dichlorophenyl t-butyl sulfide, 34.5 parts of 3,5-dichlorophenyl (benzhydryl) sulfide obtained in the first step was added, and the reflux time was changed to 8 hours. When the pH was adjusted to 2 in the same manner as in the second step, crystals were precipitated. This was filtered off to obtain 11.6 parts of white crystals.
Melting point: 62 ° C;
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
[0101]
As a result, it was confirmed that the obtained product was 3,5-dichlorothiophenol. The yield was 65% based on the theoretical amount.
[0102]
Example 9
[0103]
Embedded image

[0104]
First step
In the same reactor used in the first step of Example 2, 22.4 parts of sodium t-butyl mercaptide, 200 parts of dimethyl sulfoxide and 36.3 parts of 1,3,5-trichlorobenzene under a nitrogen atmosphere. And heated at 80 ° C. for 5 hours. Thereafter, 37.8 parts of a colorless liquid having a boiling point of 75 ° C./0.4 Torr was obtained in the same manner as in the first step of Example 2. This one ¹ H-NMR (CDCl _Three The same chart as the product of the first step of Example 2 was obtained.
[0105]
As a result, it was confirmed that the obtained product was 3,5-dichlorophenyl t-butyl sulfide. The yield was 80% based on the theoretical amount.
[0106]
Embedded image

[0107]
Second step
A glass autoclave was charged with 21.8 parts of 3,5-dichlorophenyl t-butyl sulfide obtained in the first step and 161.8 parts of an acetic acid solution containing 25% hydrogen bromide under a nitrogen atmosphere under pressure. And heated at reflux for 3 hours. Then, the reaction product was cooled to room temperature, transferred to another container, and after adding 150 parts of water and 100 parts of toluene and stirring, it was allowed to stand to separate. Thereafter, when the same treatment as in Example 2 was performed, crystals were precipitated. This was filtered off to obtain 15.1 parts of white crystals.
Melting point: 62 ° C;
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
[0108]
As a result, it was confirmed that the obtained product was 3,5-dichlorothiophenol. The yield was 84% based on the theoretical amount.
[0109]
Example 10
[0110]
Embedded image

[0111]
In a reactor similar to that used in the second step of Example 1, 23.5 parts of 3,5-dichlorophenyl t-butyl sulfide obtained in the first step of Example 2 under a nitrogen atmosphere, 95% Concentrated sulfuric acid (10.3 parts) and toluene (50 parts) were charged, heated with stirring and refluxed for 3 hours. After cooling to room temperature, 150 parts of water and 50 parts of toluene were added and stirred, and then allowed to stand to separate. To the organic phase was added 200 parts of a 10% aqueous sodium hydroxide solution, and the mixture was stirred and separated again to take the organic phase. This was washed with saturated brine, dehydrated with anhydrous sodium sulfate, and then toluene was distilled off under reduced pressure. As a result, a pale yellow liquid was obtained. This was treated with methanol to obtain 8.8 parts of colorless needle crystals.
Melting point: 65 ° C;
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 7.33 (d, J = 1.7Hz, 4H), 7.23 (t, J = 1.7Hz, 2H).
[0112]
As a result, it was confirmed that the product obtained from the organic phase was bis (3,5-dichlorophenyl) disulfide. The yield was 49% based on the theoretical amount.
[0113]
A 12N aqueous hydrochloric acid solution was added to the combined aqueous phase to adjust the pH to 2, and the precipitated crystals were separated by filtration to obtain 4.3 parts of colorless needle crystals.
Melting point: 62 ° C;
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
[0114]
As a result, it was confirmed that the product obtained from the aqueous phase was 3,5-dichlorothiophenol. The yield was 24% based on the theoretical amount.
[0115]
Example 11
[0116]
Embedded image

[0117]
The reaction was performed in the same manner as in Example 8 except that the amount of toluene used as the reaction solution was 100 parts and refluxing was performed for 3 hours while removing water, and the reaction product was purified in the same procedure. From the organic phase, 12.9 parts of colorless needle crystals having a melting point of 65 ° C. were obtained. That ¹ The H-NMR chart shows the crystals obtained from the organic phase of Example 8. ¹ It was in good agreement with the H-NMR chart. From this, it was confirmed that the product obtained from the organic phase was bis (3,5-dichlorophenyl) disulfide. The yield was 72% based on the theoretical amount.
[0118]
From the combined aqueous phase, 0.4 parts of colorless needle crystals having a melting point of 62 ° C. were obtained. As well as that ¹ From the 1 H-NMR chart, it was confirmed that the product was 3,5-dichlorothiophenol. The yield was 2% based on the theoretical amount.
[0119]
Example 12
[0120]
Embedded image

[0121]
In a reactor similar to that used in the second step of Example 1, 17.9 parts of 3,5-dichlorothiophenol obtained in the second step of Example 6 and 95% concentrated sulfuric acid under a nitrogen atmosphere. 20.7 parts and 100 parts of toluene were charged and refluxed for 6 hours while removing water. After cooling to room temperature, 150 parts of water was added and stirred, and then allowed to stand to separate. To the organic phase, 200 parts of 10% aqueous sodium hydroxide solution was added and stirred, and then allowed to stand. The organic phase was separated by liquid separation, washed with saturated brine, dehydrated with anhydrous sodium sulfate, and toluene was removed under reduced pressure. Distilled off to obtain 17.5 parts of colorless needle crystals.
Melting point: 65 ° C;
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 7.33 (d, J = 1.7Hz, 4H), 7.23 (t, J = 1.7Hz, 2H).
[0122]
As a result, it was confirmed that the obtained product was bis (3,5-dichlorophenyl) disulfide. The yield was 98% based on the theoretical amount.
[0123]
Example 13
[0124]
Embedded image

[0125]
In a reactor similar to that used in Example 10, 17.9 parts of the same 3,5-dichlorothiophenol, 50 parts of toluene and 50 parts of water were stirred and dispersed uniformly. A solution prepared by dissolving 7 parts in 30 parts of toluene was dropped. After stirring at room temperature for 30 minutes, the mixture is allowed to stand, and the organic phase is separated by separation, washed with 5% aqueous sodium thiosulfate and saturated brine, dehydrated with anhydrous sodium sulfate, and then toluene is distilled off under reduced pressure. As a result, 17.3 parts of colorless needle crystals were obtained.
Melting point: 65 ° C;
¹ H-NMR (CDCl _Three ): δ 7.33 (d, J = 1.7Hz, 4H), 7.23 (t, J = 1.7Hz, 2H).
[0126]
As a result, it was confirmed that the obtained product was bis (3,5-dichlorophenyl) disulfide. The yield was 98% based on the theoretical amount.

Claims

（Ａ）一般式（Ｉ）：
Ｙ_n−Ａｒ−Ｘ_m （Ｉ）
（式中、
Ａｒは、芳香族炭化水素残基を表し；
Ｘは、Ａｒ中の芳香環の炭素原子に結合しているハロゲン原子を表し；
Ｙは、Ａｒ中の芳香環の炭素原子に結合しているハロゲン原子、ニトロ基、ニトリル基、スルホン基、スルファモイル基およびヒドロカルビルスルホニル基からなる群より選ばれる１種または２種以上の置換基を表し；
ｍは、１以上の整数であり；
ｎは、０または１以上の整数である）
で示される芳香族ハロゲン化合物に、
（Ｂ）（１）一般式（II）：

（式中、
Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³は、それぞれアルキル基またはアリール基を表し、ただし、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³のいずれか２個がアリール基の場合、残余は水素原子でもよく；
Ｍは、アルカリ金属原子を表す）
で示されるヒドロカルビルメルカプチドアルカリ金属塩；および／または
（２）（ａ）一般式（III）：

（式中、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³は、前述のとおりである）
で示されるヒドロカルビルメルカプタン、および
（ｂ）アルカリ金属、その水酸化物、炭酸塩、水素化物もしくはアルコキシドを、
（Ｃ）非プロトン極性溶媒
の存在下に反応させて、一般式（IV）：

（式中、Ｙ、Ａｒ、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、ｍおよびｎは、前述のとおりである）
で示される芳香族チオエーテル類を製造し；
得られた該チオエーテル類を
（Ｄ）プロトン酸
と反応させることを特徴とする、一般式（Ｖ）：
Ｙ_n−Ａｒ−（ＳＨ)_m （Ｖ）
（式中、Ｙ、Ａｒ、ｎおよびｍは、前述のとおりである）
で示される芳香族チオール類を製造する方法。(A) General formula (I):
_{_{Y n -Ar-X m (I}} )
(Where
Ar represents an aromatic hydrocarbon residue;
X represents a halogen atom bonded to a carbon atom of an aromatic ring in Ar;
Y represents one or more substituents selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group, a nitrile group, a sulfone group, a sulfamoyl group, and a hydrocarbylsulfonyl group bonded to a carbon atom of an aromatic ring in Ar. Representation;
m is an integer greater than or equal to 1;
n is 0 or an integer of 1 or more)
In the aromatic halogen compound represented by
(B) (1) General formula (II):

(Where
R ¹ , R ² and R ³ each represents an alkyl group or an aryl group, provided that when any ^{two of} R ¹ , R ² and R ³ are aryl groups, the remainder may be a hydrogen atom;
M represents an alkali metal atom)
And / or (2) (a) the general formula (III):

(Wherein R ¹ , R ² and R ³ are as described above)
And (b) an alkali metal, its hydroxide, carbonate, hydride or alkoxide,
(C) The reaction is carried out in the presence of an aprotic polar solvent to give the general formula (IV):

(Wherein Y, Ar, R ¹ , R ² , R ³ , m and n are as described above)
An aromatic thioether represented by:
The obtained thioethers are reacted with (D) a protonic acid, the general formula (V):
_{_{Y n -Ar- (SH) m (}} V)
(Wherein Y, Ar, n and m are as described above)
A process for producing an aromatic thiol represented by

（Ａ）の芳香族ハロゲン化合物が、一般式（Ｉａ）：

（式中、ＸおよびＹは、前述のとおりであり；ｍは、１〜６の整数であり、ｎは、０または１〜５の整数であり、ただし、ｍ＋ｎは６以下である）
で示され、一般式（Ｖａ）：

（式中、Ｙは前述のとおりであり；ｍおよびｎは、上記のとおりである）
で示される芳香族チオール類を製造する、請求項１記載の方法。The aromatic halogen compound (A) is represented by the general formula (Ia):

(Wherein X and Y are as described above; m is an integer of 1 to 6, n is an integer of 0 or 1 to 5, provided that m + n is 6 or less)
In general formula (Va):

Wherein Y is as described above; m and n are as described above.
The method of Claim 1 which manufactures aromatic thiols shown by these.

Ｘが、塩素原子である、請求項１または２記載の方法。The method according to claim 1 or 2, wherein X is a chlorine atom.

Ｙが、塩素原子である、請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 3, wherein Y is a chlorine atom.

ｎが、２である、請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 4, wherein n is 2.

ｍが、１である、請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。The method according to claim 1, wherein m is 1.

（Ｂ）として（２）、すなわち（ａ）一般式（III）で示されるヒドロカルビルメルカプタンと、（ｂ）アルカリ金属、その水酸化物、炭酸塩、水素化物またはアルコキシドとの組合せを用いる、請求項１〜６のいずれか１項記載の方法。A combination of (2), (a) a hydrocarbyl mercaptan represented by general formula (III), and (b) an alkali metal, its hydroxide, carbonate, hydride or alkoxide, as (B). The method according to any one of 1 to 6.

請求項１〜７のいずれか１項記載の方法によって、一般式（Ｖ）で示され、ｍが１である芳香族チオール類を製造し、ついでこれを酸化して、一般式（VI）：
Ｙ_n−Ａｒ−Ｓ−Ｓ−Ａｒ−Ｙ_n （VI）
（式中、ＡｒおよびＹは、前述のとおりであり；ｎは、０または１以上の整数である）
で示される芳香族ジスルフィド類を製造する方法。An aromatic thiol represented by the general formula (V) and m is 1 is produced by the method according to any one of claims 1 to 7, and then oxidized to produce the general formula (VI):
_{Y n -Ar-S-S-} Ar-Y n (VI)
(In the formula, Ar and Y are as described above; n is 0 or an integer of 1 or more)
A method for producing an aromatic disulfide represented by the formula:

請求項２記載の方法によって一般式（Ｖａ）で示され、ｍが１である芳香族チオール類を製造し、ついでこれを酸化することにより、一般式（VIａ）：

（式中、Ｙは前述のとおりであり；ｎは０または１〜５の整数である）で示される芳香族ジスルフィド類を製造する、請求項８記載の方法。An aromatic thiol compound represented by the general formula (Va) represented by the general formula (Va) and m is 1 is produced by the method according to claim 2 and then oxidized to produce the general formula (VIa):

The method of Claim 8 which manufactures the aromatic disulfide shown by (In formula, Y is as above-mentioned; n is 0 or the integer of 1-5).

請求項１〜７のいずれか１項記載の方法において、（Ｄ）のプロトン酸として濃硫酸を用い、水を除去しながら一般式（Ｖ）で示される芳香族チオール類を製造するとともに酸化して、一般式（VI）で示される芳香族ジスルフィド類を製造する、請求項８または９記載の方法。8. The method according to claim 1, wherein concentrated sulfuric acid is used as the protonic acid of (D) to produce and oxidize the aromatic thiols represented by the general formula (V) while removing water. The method according to claim 8 or 9, wherein the aromatic disulfide represented by the general formula (VI) is produced.