JP5604255B2

JP5604255B2 - アルキルスルフィニルクロライドの製造方法

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Publication number: JP5604255B2
Application number: JP2010233905A
Authority: JP
Inventors: 哲也小林; 秀三佐竹
Original assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2030-10-18
Also published as: JP2012087078A

Description

本発明は、種々の医薬品、農薬等の製造用中間体として有用なアルキルスルフィニルクロライドの製造方法に関する。

従来、種々の医薬品、農薬等の製造用中間体として有用なアルキルスルフィニルクロライドの製造方法としては、たとえば、ｔｅｒｔ−ブチルスルフィン酸と塩化チオニルとを反応させてｔｅｒｔ−ブチルスルフィニルクロライドを得る方法、ｔｅｒｔ−ブチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネートと塩素とを反応させてｔｅｒｔ−ブチルスルフィニルクロライドを得る方法（以上特許文献１）や、塩化メチレン溶媒下において、ｔｅｒｔ−ブチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネートと塩化スルフリルとを反応させてｔｅｒｔ−ブチルスルフィニルクロライドを得る方法（非特許文献１）等が知られている。

国際公開第０３／０７６３７４号パンフレット

ＯｒｇａｎｉｃＬｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．１，Ｎｏ．５，ｐ．７８３−７８６（１９９９）

特許文献１および非特許文献１に記載されている方法によると、目的物と類似した物性を有する不純物が生成し、分離精製が困難である。したがって、高純度のアルキルスルフィニルクロライドを得るためには、たとえば、高段数の精留操作等の煩雑な精製を行う必要があることから、不純物含有量の少ない製造方法の提案が望まれている。
また、特許文献１に記載されている塩素を用いた方法は、吹き抜けによる仕込み量の誤差が生じやすく安定した品質でアルキルスルフィニルクロライドを得られない等のおそれがあり、また原料として気体を用いる反応に対応した設備を要する。
さらに、非特許文献１に記載されている方法は、溶媒として用いられる塩化メチレンが、環境に対して有害な物質であり、廃棄において厳密な管理をする必要があること等から、工業的生産において有利な製造方法ではなかった。

本発明は、高純度のアルキルスルフィニルクロライドを、工業的に有利な方法で製造する方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下に示すとおりの、アルキルスルフィニルクロライドの製造方法に関する。
項１．式（１）：

（式中、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立して、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数３〜６のシクロアルキル基を示す。）で表されるアルキルアルカンチオスルフィネートと塩化スルフリルとを無溶媒下で反応させる、式（２）：

（式中、Ｒ^１は、式（１）におけるＲ^１と同じ基を示す。）で表されるアルキルスルフィニルクロライドの製造方法。
項２．式（１）におけるＲ^１が、炭素数１〜６のアルキル基であり、Ｒ^２がＲ^１と同じ基である、項１に記載のアルキルスルフィニルクロライドの製造方法。

本発明は、アルキルアルカンチオスルフィネートと塩化スルフリルとを無溶媒下で反応させる、アルキルスルフィニルクロライドの製造方法に関する。以下に本発明を詳細に説明する。

本発明にかかる製造方法において、「無溶媒下」とは、実質的に溶媒を使用しないことを意味する。また、「実質的に溶媒を使用しない」とは、反応溶媒を使用しないことを意味し、たとえば、アルキルアルカンチオスルフィネートや塩化スルフリルに残存する極微量の溶媒等を排除するものではない。
アルキルアルカンチオスルフィネートと塩化スルフリルとを無溶媒下で反応させることにより高純度のアルキルスルフィニルクロライドが容易に得られる理由は詳らかではないが、溶媒が存在する場合、副成物と溶媒との親和力が働き、当該副成物が反応系内に不純物として残留しやすいためと考えられる。また前記不純物は、当該反応の副反応として生成される副成物だけでなく、当該副成物等が互いに反応して生成される化合物を含むものであり、これらが目的物と類似した物性を有するため分離精製が困難と考えられる。
これに対して、本発明では、所定のアルキルアルカンチオスルフィネートと塩化スルフリルとを用いることで、溶媒を使用せずに反応させることが可能となり、その結果、溶媒に起因する不純物の生成を抑制して、高純度のアルキルスルフィニルクロライドを製造することが可能となる。
さらに、本発明にかかる製造方法において、塩素化剤を塩化スルフリルとすることにより、高純度のアルキルスルフィニルクロライドが容易に得られる理由は詳らかではないが、塩化スルフリルと塩素の反応性の差異によるものと考えられる。

本発明に用いられるアルキルアルカンチオスルフィネートは式（１）で表される。

（式中、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立して、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数３〜６のシクロアルキル基を示す。）

Ｒ^１およびＲ^２で示される炭素数１〜６のアルキル基としては、たとえば、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、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル、ｎ−ヘキシル等を挙げることができる。
上記炭素数１〜６のアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。

Ｒ^１およびＲ^２で示される炭素数３〜６のシクロアルキル基としては、たとえば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
これらの中でも入手が容易であること等からＲ^１が、炭素数１〜６のアルキル基であり、Ｒ^２がＲ^１と同じ基であるアルキルアルカンチオスルフィネートが好適に用いられる。

式（１）で表されるアルキルアルカンチオスルフィネートの具体例としては、たとえば、メチルメタンチオスルフィネート、エチルメタンチオスルフィネート、ｎ−プロピルメタンチオスルフィネート、イソプロピルメタンチオスルフィネート、ｎ−ブチルメタンチオスルフィネート、イソブチルメタンチオスルフィネート、ｓｅｃ−ブチルメタンチオスルフィネート、ｔｅｒｔ−ブチルメタンチオスルフィネート、ｎ−ペンチルメタンチオスルフィネート、イソペンチルメタンチオスルフィネート、ｓｅｃ−ペンチルメタンチオスルフィネート、ｔｅｒｔ−ペンチルメタンチオスルフィネート、ネオペンチルメタンチオスルフィネート、ｎ−ヘキシルメタンチオスルフィネート、シクロヘキシルメタンチオスルフィネート、メチルエタンチオスルフィネート、エチルエタンチオスルフィネート、ｎ−プロピルエタンチオスルフィネート、イソプロピルエタンチオスルフィネート、ｎ−ブチルエタンチオスルフィネート、イソブチルエタンチオスルフィネート、ｓｅｃ−ブチルエタンチオスルフィネート、ｔｅｒｔ−ブチルエタンチオスルフィネート、ｎ−ペンチルエタンチオスルフィネート、イソペンチルエタンチオスルフィネート、ｓｅｃ−ペンチルエタンチオスルフィネート、ｔｅｒｔ−ペンチルエタンチオスルフィネート、ネオペンチルエタンチオスルフィネート、ｎ−ヘキシルエタンチオスルフィネート、シクロヘキシルエタンチオスルフィネート、メチルｎ−プロパンチオスルフィネート、エチルｎ−プロパンチオスルフィネート、ｎ−プロピルｎ−プロパンチオスルフィネート、メチルイソプロパンチオスルフィネート、エチルイソプロパンチオスルフィネート、ｎ−プロピルイソプロパンチオスルフィネート、イソプロピルイソプロパンチオスルフィネート、メチルｎ−ブタンチオスルフィネート、エチルｎ−ブタンチオスルフィネート、ｎ−プロピルｎ−ブタンチオスルフィネート、イソプロピルｎ−ブタンチオスルフィネート、ｎ−ブチルｎ−ブタンチオスルフィネート、イソブチルｎ−ブタンチオスルフィネート、ｓｅｃ−ブチルｎ−ブタンチオスルフィネート、ｔｅｒｔ−ブチルｎ−ブタンチオスルフィネート、メチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネート、エチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネート、ｎ−プロピルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネート、イソプロピルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネート、ｎ−ブチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネート、イソブチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネート、ｓｅｃ−ブチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネート、ｔｅｒｔ−ブチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネート、メチルｎ−ペンタンチオスルフィネート、エチルｎ−ペンタンチオスルフィネート、ｎ−プロピルｎ−ペンタンチオスルフィネート、イソプロピルｎ−ペンタンチオスルフィネート、ｎ−ブチルｎ−ペンタンチオスルフィネート、イソブチルｎ−ペンタンチオスルフィネート、ｓｅｃ−ブチルｎ−ペンタンチオスルフィネート、ｔｅｒｔ−ブチルｎ−ペンタンチオスルフィネート、ｎ−ペンチルｎ−ペンタンチオスルフィネート、メチルｎ−ヘキサンチオスルフィネート、エチルｎ−ヘキサンチオスルフィネート、ｎ−プロピルｎ−ヘキサンチオスルフィネート、イソプロピルｎ−ヘキサンチオスルフィネート、ｎ−ブチルｎ−ヘキサンチオスルフィネート、イソブチルｎ−ヘキサンチオスルフィネート、ｓｅｃ−ブチルｎ−ヘキサンチオスルフィネート、ｔｅｒｔ−ブチルｎ−ヘキサンチオスルフィネート、ｎ−ペンチルｎ−ヘキサンチオスルフィネート、イソペンチルｎ−ヘキサンチオスルフィネート、ｓｅｃ−ペンチルｎ−ヘキサンチオスルフィネート、ｔｅｒｔ−ペンチルｎ−ヘキサンチオスルフィネート、ネオペンチルｎ−ヘキサンチオスルフィネート、ｎ−ヘキシルｎ−ヘキサンチオスルフィネート、シクロヘキシルｎ−ヘキサンチオスルフィネート、メチルシクロヘキサンチオスルフィネート、エチルシクロヘキサンチオスルフィネート、ｎ−プロピルシクロヘキサンチオスルフィネート、イソプロピルシクロヘキサンチオスルフィネート、ｎ−ブチルシクロヘキサンチオスルフィネート、イソブチルシクロヘキサンチオスルフィネート、ｓｅｃ−ブチルシクロヘキサンチオスルフィネート、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサンチオスルフィネート、ｎ−ペンチルシクロヘキサンチオスルフィネート、イソペンチルシクロヘキサンチオスルフィネート、ｓｅｃ−ペンチルシクロヘキサンチオスルフィネート、ｔｅｒｔ−ペンチルシクロヘキサンチオスルフィネート、ネオペンチルシクロヘキサンチオスルフィネート、ｎ−ヘキシルシクロヘキサンチオスルフィネート、およびシクロヘキシルシクロヘキサンチオスルフィネート等が挙げられる。これらの中でも、メチルメタンチオスルフィネート、エチルエタンチオスルフィネート、ｎ−プロピルｎ−プロパンチオスルフィネート、イソプロピルイソプロパンチオスルフィネート、ｎ−ブチルｎ−ブタンチオスルフィネート、イソブチルイソブタンチオスルフィネート、ｓｅｃ−ブチルｓｅｃ−ブタンチオスルフィネート、ｔｅｒｔ−ブチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネート、ｎ−ペンチルｎ−ペンタンチオスルフィネート、イソペンチルイソペンタンチオスルフィネート、ｓｅｃ−ペンチルｓｅｃ−ペンタンチオスルフィネート、ｔｅｒｔ−ペンチルｔｅｒｔ−ペンタンチオスルフィネート、およびネオペンチルネオペンタンチオスルフィネートが好適に用いられる。
前記アルキルアルカンチオスルフィネートは市販のものを使用してもよいし、種々の公知の方法によって得られたものを使用してもよい。

本発明のアルキルスルフィニルクロライドの製造方法において、塩化スルフリルの使用割合は、アルキルアルカンチオスルフィネート１モルに対して、０．８〜１０．０モルであることが好ましく、１．０〜３．０モルであることがより好ましい。塩化スルフリルの使用割合が、０．８モル未満の場合、反応が完結せず収率が低下するおそれがあり、１０．０モルを超える場合、使用量に見合う効果がなく経済的に有利でない。

本発明において、アルキルアルカンチオスルフィネートと塩化スルフリルとを無溶媒下で混合する方法としては、特に限定されないが、前記アルキルアルカンチオスルフィネートに塩化スルフリルを添加し混合する方法等を挙げることができる。添加方法としては、徐々に添加、または滴下等の方法が挙げられるが、本発明の反応は発熱反応であり、除熱効率が低下して反応液が蓄熱してしまうおそれがあることから、滴下によって添加する方法が好ましい。

また、アルキルアルカンチオスルフィネートと塩化スルフリルとを反応させる反応温度は、アルキルアルカンチオスルフィネート等の融点以上とすることが好ましく、たとえば、１０〜１００℃であることが好ましく、１０〜７０℃であることがより好ましい。反応温度が１０℃未満の場合、反応速度が遅く反応に長時間を要するおそれがあり、１００℃を超える場合、副反応が起こり、その結果として収率が低下するおそれがある。

また、反応時間は、反応温度により異なるが、たとえば、塩化スルフリル滴下終了からの保持時間は、０．５〜２時間であるのが好ましい。なお、本発明にかかる前記反応は、アルキルスルフィニルクロライドの分解等を防ぐことから、窒素雰囲気下で行うことが好ましい。

上記のようにして得られるアルキルスルフィニルクロライドは、通常の簡便な単位操作より単離することができる。具体的には、たとえば、前記反応終了後の反応液を減圧蒸留することによって、アルキルスルフィニルクロライドを容易に単離することができる。
以上のようにして得られるアルキルスルフィニルクロライドは、式（２）で表される。

（式中、Ｒ^１は、式（１）におけるＲ^１と同じ基を示す。）

式（２）で表されるアルキルスルフィニルクロライドの具体例としては、たとえば、メチルスルフィニルクロライド、エチルスルフィニルクロライド、ｎ−プロピルスルフィニルクロライド、イソプロピルスルフィニルクロライド、ｎ−ブチルスルフィニルクロライド、イソブチルスルフィニルクロライド、ｓｅｃ−ブチルスルフィニルクロライド、ｔｅｒｔ−ブチルスルフィニルクロライド、ｎ−ペンチルブチルスルフィニルクロライド、イソペンチルスルフィニルクロライド、ｓｅｃ−ペンチルスルフィニルクロライド、ｔｅｒｔ−ペンチルスルフィニルクロライド、ネオペンチルスルフィニルクロライド、ｎ−ヘキシルスルフィニルクロライド、シクロヘキシルスルフィニルクロライド等が挙げられる。

本発明によれば、アルキルスルフィニルクロライドを、容易に高純度で製造することができる。

以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。

製造例１
攪拌機、温度計、冷却管および滴下漏斗を備えた１Ｌ容の四つ口フラスコに、ジイソプロピルジスルフィド６０．１ｇ（０．４０モル）、酢酸２００ｇを仕込み、３５℃に維持しながら３０重量％過酸化水素水５４．４ｇを０．５時間かけて滴下し、同温度にて２０時間攪拌した。反応終了後、１０〜１５℃に維持しながら、５重量％亜硫酸水素ナトリウム水２００ｇを滴下し、引き続き反応液に酢酸エチル１００ｇを加えて抽出した（３回）。分取した有機層を３０重量％ＮａＯＨ水で中和した後、水で洗浄した。溶媒を蒸留除去することによりイソプロピルイソプロパンチオスルフィネート６４．６ｇを得た。イソプロピルイソプロパンチオスルフィネートの収率は、ジイソプロピルジスルフィドに対して９７．１％であった。

製造例２
製造例１において、ジイソプロピルジスルフィド６０．１ｇ（０．４０モル）に代えて、ジ−ｓｅｃ−ブチルジスルフィド７１．３ｇ（０．４０モル）を用いた以外は製造例１と同様にして、ｓｅｃ−ブチルｓｅｃ−ブタンチオスルフィネート７５．６ｇを得た。ｓｅｃ−ブチルｓｅｃ−ブタンチオスルフィネートの収率は、ジ−ｓｅｃ−ブチルジスルフィドに対して９７．２％であった。

製造例３
製造例１において、ジイソプロピルジスルフィド６０．１ｇ（０．４０モル）に代えて、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルジスルフィド７１．３ｇ（０．４０モル）を用いた以外は製造例１と同様にして、ｔｅｒｔ−ブチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネート７５．４ｇを得た。ｔｅｒｔ−ブチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネートの収率は、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルジスルフィドに対して９７．０％であった。

実施例１
攪拌機、温度計、冷却管および滴下漏斗を備えた２００ｍＬ容の四つ口フラスコに、製造例１により得られたイソプロピルイソプロパンチオスルフィネート５８．２ｇ（０．３５モル）を仕込み、２５℃に維持しながら塩化スルフリル６１．４ｇ（０．４６モル）を２０分間かけて滴下し、さらに同温度で１時間攪拌した。反応終了後の反応液中のイソプロピルスルフィニルクロライドの純度は、ＧＣ（ガスクロマトグラフィー）による面積百分率法（以下、ＧＣ面百法と略記する。）にて８７．３％であった。
反応液を減圧蒸留（４０℃にて５０ｔｏｒｒ、４５〜５５℃にて５ｔｏｒｒ）することによりイソプロピルスルフィニルクロライド２９．２ｇを得た。得られたイソプロピルスルフィニルクロライドのＧＣ面百法による純度は９９．１％であり、イソプロピルスルフィニルクロライドの収率は、イソプロピルイソプロパンチオスルフィネートに対して６５．９％であった。

実施例２
攪拌機、温度計、冷却管および滴下漏斗を備えた２００ｍＬ容の四つ口フラスコに、製造例２により得られたｓｅｃ−ブチルｓｅｃ−ブタンチオスルフィネート６８．０ｇ（０．３５モル）を仕込み、２５℃に維持しながら塩化スルフリル６１．４ｇ（０．４６モル）を２０分間かけて滴下し、さらに同温度で１時間攪拌した。反応終了後の反応液中のｓｅｃ−ブチルスルフィニルクロライドの純度は、ＧＣ面百法にて８７．５％であった。
反応液を減圧蒸留（４０℃にて５０ｔｏｒｒ、４５〜５５℃にて５ｔｏｒｒ）することによりｓｅｃ−ブチルスルフィニルクロライド３２．０ｇを得た。得られたｓｅｃ−ブチルスルフィニルクロライドのＧＣ面百法による純度は９９．０％であり、ｓｅｃ−ブチルスルフィニルクロライドの収率は、ｓｅｃ−ブチルｓｅｃ−ブタンチオスルフィネートに対して６５．０％であった。

実施例３
攪拌機、温度計、冷却管および滴下漏斗を備えた２００ｍＬ容の四つ口フラスコに、製造例３と同様にして得られたｔｅｒｔ−ブチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネート６８．０ｇ（０．３５モル）を仕込み、２５℃に維持しながら塩化スルフリル６１．４ｇ（０．４６モル）を２０分間かけて滴下し、さらに同温度で１時間攪拌した。反応終了後の反応液中のｔｅｒｔ−ブチルスルフィニルクロライドの純度は、ＧＣ面百法にて８７．７％であった。
反応液を減圧蒸留（４０℃にて５０ｔｏｒｒ、４５〜５５℃にて５ｔｏｒｒ）することによりｔｅｒｔ−ブチルスルフィニルクロライド３３．０ｇを得た。得られたｔｅｒｔ−ブチルスルフィニルクロライドのＧＣ面百法よる純度は９９．０％であり、ｔｅｒｔ−ブチルスルフィニルクロライドの収率は、ｔｅｒｔ−ブチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネートに対して６７．０％であった。

比較例１
非特許文献１の記載に従って、攪拌機、温度計、および冷却管を備えた５００ｍＬ容の四つ口フラスコに、製造例３と同様にして得られたｔｅｒｔ−ブチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネート６８．０ｇ（０．３５モル）、および塩化メチレン１２５ｇを仕込んだ。５℃に維持しながら、塩化スルフリル４７．２ｇ（０．３５モル）および塩化メチレン２０ｇを混合した溶液を、３０分間かけて徐々に添加し、さらに同温度で１時間攪拌した。反応終了後の反応液中のｔｅｒｔ−ブチルスルフィニルクロライドの純度は、ＧＣ面百法にて８１．３％であった。
反応液を減圧蒸留（４０℃にて５０ｔｏｒｒ、４５〜５５℃にて５ｔｏｒｒ）することによりｔｅｒｔ−ブチルスルフィニルクロライド３１．０ｇを得た。得られたｔｅｒｔ−ブチルスルフィニルクロライドのＧＣ面百法による純度は９３．４％であり、ｔｅｒｔ−ブチルスルフィニルクロライドの収率は、ｔｅｒｔ−ブチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネートに対して６３．０％であった。

比較例２
攪拌機、温度計、冷却管およびガス導入管を備えた２００ｍＬ容の四つ口フラスコに、製造例３と同様にして得られたｔｅｒｔ−ブチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネート６８．０ｇ（０．３５モル）を仕込み、２５℃に維持しながら塩素３７．３ｇ（０．５３モル）を４０分間かけて吹き込み、さらに同温度で１時間攪拌した。反応終了後の反応液中のｔｅｒｔ−ブチルスルフィニルクロライドの純度は、ＧＣ面百法にて８４．５％であった。
反応液を減圧蒸留（４０℃にて５０ｔｏｒｒ、４５〜５５℃にて５ｔｏｒｒ）することによりｔｅｒｔ−ブチルスルフィニルクロライド３２．０ｇを得た。得られたｔｅｒｔ−ブチルスルフィニルクロライドのＧＣ面百法による純度は９６．５％であり、ｔｅｒｔ−ブチルスルフィニルクロライドの収率は、ｔｅｒｔ−ブチルｔｅｒｔ−ブタンチオスルフィネートに対して６５．０％であった。

本発明のアルキルスルフィニルクロライドの製造方法を用いることで、種々の医薬品、農薬等の製造用中間体として有用なアルキルスルフィニルクロライドを、容易に高純度で製造することが可能となる。

Claims

式（１）：

（式中、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立して、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数３〜６のシクロアルキル基を示す。）で表されるアルキルアルカンチオスルフィネートと塩化スルフリルとを無溶媒下で反応させる、式（２）：

（式中、Ｒ^１は、式（１）におけるＲ^１と同じ基を示す。）で表されるアルキルスルフィニルクロライドの製造方法。
式（１）におけるＲ^１が、炭素数１〜６のアルキル基であり、Ｒ^２がＲ^１と同じ基である、請求項１に記載のアルキルスルフィニルクロライドの製造方法。