JP2024146829A - Method for producing water-soluble thioamide compound carboxylate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水溶性チオアミド化合物カルボン酸塩の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a water-soluble thioamide compound carboxylate.
近年、フラットパネル表示装置(FPD)に用いられる、偏光板、位相差板等の光学フィルムに適用され得る材料の中間体として、水溶性チオアミド化合物カルボン酸塩が用いられている。
非特許文献1には、無溶媒下で、ジカルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物とチオアミド化剤とを反応させることによりエステル基を有するチオアミド化合物を含む溶液を得、溶液をシリカゲルカラムにより精製した後に、濃縮し乾燥させて、エステル基を有するチオアミド化合物を粉体として取り出している。
2. Description of the Related Art In recent years, water-soluble thioamide compound carboxylates have been used as intermediates for materials that can be applied to optical films such as polarizing plates and retardation plates used in flat panel displays (FPDs).
In Non-Patent Document 1, a hydrophobic amide compound having a dicarboxylate group is reacted with a thioamidating agent in the absence of a solvent to obtain a solution containing a thioamide compound having an ester group, and the solution is purified using a silica gel column, and then concentrated and dried to extract the thioamide compound having an ester group as a powder.
従来の方法では、チオアミド化合物のカルボン酸塩の前駆体であるエステル基を有するチオアミド化合物を取り出すために濃縮工程および乾燥工程を含むため、工業スケールでの製造には適さない。 Conventional methods include a concentration step and a drying step to extract the thioamide compound having an ester group, which is a precursor of the carboxylate salt of the thioamide compound, and are therefore not suitable for industrial-scale production.
本発明では、向上した生産性を有する、水溶性チオアミド化合物カルボン酸塩の製造方法を提供することを課題とする。 The objective of the present invention is to provide a method for producing a water-soluble thioamide compound carboxylate with improved productivity.
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下の好適な実施形態を提供するものである。
[1] 水溶性チオアミド化合物カルボン酸塩(E)の製造方法であって、下記工程:
(1)カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)とチオアミド化剤(B)とを疎水性溶媒中で反応させて、エステル基を有するチオアミド化合物(C)を得る工程;
(2)得られたエステル基を有するチオアミド化合物(C)を含む疎水性溶媒中に、チオアミド化剤(B)およびその残渣を分解可能な塩基性化合物(D-1)と水とを添加した後、分液操作により水層を抜き取り、チオアミド化剤(B)およびその残渣の水溶性分解物を除去する工程;および
(3)工程(2)により得られるエステル基を有するチオアミド化合物(C)を含む疎水性溶媒中に、該チオアミド化合物(C)のエステル基を加水分解可能な塩基性化合物(D-2)および水を添加した後、分液操作によりチオアミド化合物カルボン酸塩(E)の水溶液を得る工程
を含み、
前記塩基性化合物(D-1)が前記塩基性化合物(D-2)より弱い塩基性を有する、方法。
[2] 塩基性化合物(D-1)が、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素セシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸二水素一カリウム、リン酸一水素二カリウム、リン酸二水素一ナトリウム、及び、リン酸一水素二ナトリウムからなる群から選ばれる1以上の化合物である、[1]に記載の方法。
[3] 塩基性化合物(D-2)が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、及び、テトラブチルアンモニウムヒドリドからなる群から選ばれる1以上の化合物である、[1]または[2]に記載の方法。
[4] カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)が、それぞれ置換基を有してもよい、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フラン環、チオフェン環、チアゾール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ベンゾチアゾール環およびチエノチオフェン環からなる群から選択される芳香族環構造を有する、[1]~[3]のいずれかに記載の方法。
[5] カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)が式(A1):
R1~R4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~8のアルキル基、炭素数3~8の脂環式炭化水素基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素数1~8のチオエーテル基、炭素数1~8のスルホニル基およびハロゲン原子からなる群から選択される基を表し、
R5は単結合、アルキレン基または炭素数3~8の二価の脂環式炭化水素基を表し、
R6は炭素数1~4のアルキル基を表す]
で示されるアミド化合物である、[1]~[4]のいずれかに記載の方法。
[6] 水溶性チオアミド化合物カルボン酸塩(E)が式(E1):
R1~R5は、それぞれ、前記式(A1)のR1~R5と同じ意味を表し、
Mは、アルカリ金属原子またはアルカリ土類金属原子を表し、
mはMで表されるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の価数を表す]
で示されるチオアミド化合物カルボン酸塩である、[1]~[5]のいずれかに記載の方法。
[7] 塩基性化合物(D-3)の存在下、[1]または[2]に記載の方法により得られるチオアミド化合物カルボン酸塩(E)の水溶液に酸化剤(F)を添加して、カルボキシル基を有するベンゾチアゾールカルボン酸塩(G)を得ることを含む、ベンゾチアゾールカルボン酸塩(G)の製造方法。
[8] [7]に記載の方法により得られるベンゾチアゾールカルボン酸塩(G)と酸との反応によりベンゾチアゾールカルボン酸(H)を得ることを含む、ベンゾチアゾールカルボン酸塩(H)の製造方法。
The present inventors have conducted extensive research to solve the above problems and have completed the present invention. That is, the present invention provides the following preferred embodiments.
[1] A method for producing a water-soluble thioamide compound carboxylate (E), comprising the following steps:
(1) a step of reacting a hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group with a thioamidating agent (B) in a hydrophobic solvent to obtain a thioamide compound (C) having an ester group;
(2) adding a basic compound (D-1) capable of decomposing a thioamidating agent (B) and its residue and water to a hydrophobic solvent containing the obtained thioamide compound (C) having an ester group, and then removing the aqueous layer by a liquid separation operation to remove water-soluble decomposition products of the thioamidating agent (B) and its residue; and (3) adding a basic compound (D-2) capable of hydrolyzing an ester group of the thioamide compound (C) and water to a hydrophobic solvent containing the thioamide compound (C) having an ester group obtained by the step (2), and then obtaining an aqueous solution of a thioamide compound carboxylate (E) by a liquid separation operation,
The method, wherein the basic compound (D-1) has a weaker basicity than the basic compound (D-2).
[2] The method according to [1], wherein the basic compound (D-1) is one or more compounds selected from the group consisting of potassium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, cesium hydrogen carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium acetate, potassium acetate, potassium phosphate, sodium phosphate, monopotassium dihydrogen phosphate, dipotassium monohydrogen phosphate, monosodium dihydrogen phosphate, and disodium monohydrogen phosphate.
[3] The method according to [1] or [2], wherein the basic compound (D-2) is one or more compounds selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, and tetrabutylammonium hydride.
[4] The method according to any one of [1] to [3], wherein the hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group has an aromatic ring structure selected from the group consisting of a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a furan ring, a thiophene ring, a thiazole ring, a benzofuran ring, a benzothiophene ring, a benzothiazole ring, and a thienothiophene ring, each of which may have a substituent.
[5] The hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group is represented by the formula (A1):
R 1 to R 4 each independently represent a group selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a thioether group having 1 to 8 carbon atoms, a sulfonyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a halogen atom;
R5 represents a single bond, an alkylene group, or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms;
R 6 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
The method according to any one of [1] to [4], wherein the compound is an amide compound represented by the formula:
[6] The water-soluble thioamide compound carboxylate (E) is represented by the formula (E1):
R 1 to R 5 each have the same meaning as R 1 to R 5 in formula (A1),
M represents an alkali metal atom or an alkaline earth metal atom;
m represents the valence of the alkali metal or alkaline earth metal represented by M.
The method according to any one of [1] to [5], wherein the compound is a thioamide compound carboxylate represented by the formula:
[7] A method for producing a benzothiazole carboxylate (G) comprising adding an oxidizing agent (F) to an aqueous solution of a thioamide compound carboxylate (E) obtained by the method according to [1] or [2] in the presence of a basic compound (D-3), to obtain a benzothiazole carboxylate (G) having a carboxyl group.
[8] A method for producing a benzothiazole carboxylate (H), comprising reacting a benzothiazole carboxylate (G) obtained by the method according to [7] with an acid to obtain a benzothiazole carboxylic acid (H).
本発明によれば、向上した生産性を有する、水溶性チオアミド化合物カルボン酸塩の製造方法を提供することができる。 The present invention provides a method for producing a water-soluble thioamide compound carboxylate salt with improved productivity.
本発明の水溶性チオアミド化合物カルボン酸塩(E)の製造方法は、下記工程:
(1)カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)とチオアミド化剤(B)とを疎水性溶媒中で反応させて、エステル基を有するチオアミド化合物(C)を得る工程;
(2)得られたエステル基を有するチオアミド化合物(C)を含む疎水性溶媒中に、チオアミド化剤(B)およびその残渣を分解可能な塩基性化合物(D-1)と水とを添加した後、分液操作により水層を抜き取り、チオアミド化剤(B)およびその残渣の水溶性分解物を除去する工程;および
(3)工程(2)により得られるエステル基を有するチオアミド化合物(C)を含む疎水性溶媒中に、該チオアミド化合物(C)のエステル基を加水分解可能な塩基性化合物(D-2)および水を添加した後、分液操作によりチオアミド化合物カルボン酸塩(E)の水溶液を得る工程
を含み、
塩基性化合物(D-1)が塩基性化合物(D-2)より弱い塩基性を有する。
The method for producing the water-soluble thioamide compound carboxylate (E) of the present invention comprises the following steps:
(1) a step of reacting a hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group with a thioamidating agent (B) in a hydrophobic solvent to obtain a thioamide compound (C) having an ester group;
(2) adding a basic compound (D-1) capable of decomposing a thioamidating agent (B) and its residue and water to a hydrophobic solvent containing the obtained thioamide compound (C) having an ester group, and then removing the aqueous layer by a liquid separation operation to remove water-soluble decomposition products of the thioamidating agent (B) and its residue; and (3) adding a basic compound (D-2) capable of hydrolyzing an ester group of the thioamide compound (C) and water to a hydrophobic solvent containing the thioamide compound (C) having an ester group obtained by the step (2), and then obtaining an aqueous solution of a thioamide compound carboxylate (E) by a liquid separation operation,
The basic compound (D-1) has a weaker basicity than the basic compound (D-2).
<工程(1)>
工程(1)は、カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)とチオアミド化剤(B)とを疎水性溶媒中で反応させて、エステル基を有するチオアミド化合物(C)を製造する工程である。
<Step (1)>
Step (1) is a step of producing a thioamide compound (C) having an ester group by reacting a hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group with a thioamidating agent (B) in a hydrophobic solvent.
チオアミド化剤の使用量は、カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)1モル当量に対して、好ましくは0.5~1.0モル当量であり、より好ましくは0.5~0.8モル当量であり、さらに好ましくは0.5~0.6モル当量である。 The amount of the thioamidating agent used is preferably 0.5 to 1.0 molar equivalent, more preferably 0.5 to 0.8 molar equivalent, and even more preferably 0.5 to 0.6 molar equivalent, relative to 1 molar equivalent of the hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group.
チオアミド化反応の温度は、好ましくは60~90℃であり、より好ましくは65~85℃であり、さらに好ましくは70~80℃である。チオアミド化反応の時間は、好ましくは2~12時間であり、より好ましくは2~8時間であり、さらに好ましくは2~6時間である。
上記の温度範囲及び時間範囲でチオアミド化反応を行うことにより、反応収率が向上し、生産性がより高くなる傾向がある。
The temperature of the thioamidation reaction is preferably 60 to 90° C., more preferably 65 to 85° C., and even more preferably 70 to 80° C. The time of the thioamidation reaction is preferably 2 to 12 hours, more preferably 2 to 8 hours, and even more preferably 2 to 6 hours.
By carrying out the thioamidation reaction within the above-mentioned temperature and time ranges, the reaction yield tends to be improved and productivity tends to be higher.
<カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)>
カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)は、目的とする水溶性チオアミド化合物カルボン酸塩(E)の構造に応じて適宜選択される。カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)としては、例えば、それぞれ置換基を有してもよい、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フラン環、チオフェン環、チアゾール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ベンゾチアゾール環およびチエノチオフェン環からなる群から選択される芳香族環構造を有する化合物が挙げられ、式(A1):
R1~R4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~8のアルキル基、炭素数3~8の脂環式炭化水素基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素数1~8のチオエーテル基、炭素数1~8のスルホニル基およびハロゲン原子からなる群から選択される基を表し、
R5は単結合、アルキレン基または炭素数3~8の二価の脂環式炭化水素基を表し、
R6は炭素数1~4のアルキル基を表す]
で示されるアミド化合物であることが好ましい。カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)は、所望する構造に応じて公知の有機合成法を用いることにより合成できる。
<Hydrophobic Amide Compound (A) Having Carboxylic Acid Ester Group>
The hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group is appropriately selected according to the structure of the water-soluble thioamide compound carboxylate (E) to be targeted. For example, the hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group may be a compound having an aromatic ring structure selected from the group consisting of a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a furan ring, a thiophene ring, a thiazole ring, a benzofuran ring, a benzothiophene ring, a benzothiazole ring and a thienothiophene ring, each of which may have a substituent, and is represented by the formula (A1):
R 1 to R 4 each independently represent a group selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a thioether group having 1 to 8 carbon atoms, a sulfonyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a halogen atom;
R5 represents a single bond, an alkylene group, or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms;
R 6 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
The hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group can be synthesized by using a known organic synthesis method according to the desired structure.
炭素数1~8のアルキル基としては、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、tert-ブチル基、sec-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基等が挙げられる。
炭素数3~8の脂環式炭化水素基としては、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が挙げられる。
炭素数1~8のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-ヘプチルオキシ基、n-オクチルオキシ基等が挙げられる。
炭素数1~8のチオエーテル基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基等が挙げられる。
炭素数1~8のスルホニル基としては、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、ブチルスルホニル基、ペンチルスルホニル基、ヘキシルスルホニル基、n-ヘプチルスルホニル基、n-オクチルスルホニル基等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
アルキレン基としては、エチレン基、プロパン-1,3-ジイル基、プロパン-1,2-ジイル基、ブタン-1,4-ジイル基、ペンタン-1,5-ジイル基、ヘキサン-1,6-ジイル基、エタン-1,1-ジイル基、プロパン-1,1-ジイル基、プロパン-2,2-ジイル基、プロパン-1,2-ジイル基、ペンタン-2,4-ジイル基、2-メチルプロパン-1,3-ジイル基、ペンタン-1,4-ジイル基、2-メチルブタン-1,4-ジイル基等が挙げられる。
炭素数3~8の二価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンタン-1,3-ジイル基、シクロヘキサン-1,4-ジイル基等が挙げられる。
Examples of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, a sec-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an n-heptyl group, and an n-octyl group.
Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group.
Examples of the alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a tert-butoxy group, a sec-butoxy group, an n-pentyloxy group, an n-hexyloxy group, an n-heptyloxy group, and an n-octyloxy group.
Examples of the thioether group having 1 to 8 carbon atoms include a methylthio group, an ethylthio group, a propylthio group, an isopropylthio group, a butylthio group, a pentylthio group, a hexylthio group, a heptylthio group, and an octylthio group.
Examples of the sulfonyl group having 1 to 8 carbon atoms include a methylsulfonyl group, an ethylsulfonyl group, a propylsulfonyl group, an isopropylsulfonyl group, a butylsulfonyl group, a pentylsulfonyl group, a hexylsulfonyl group, an n-heptylsulfonyl group, and an n-octylsulfonyl group.
Examples of halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.
Examples of the alkylene group include an ethylene group, a propane-1,3-diyl group, a propane-1,2-diyl group, a butane-1,4-diyl group, a pentane-1,5-diyl group, a hexane-1,6-diyl group, an ethane-1,1-diyl group, a propane-1,1-diyl group, a propane-2,2-diyl group, a propane-1,2-diyl group, a pentane-2,4-diyl group, a 2-methylpropane-1,3-diyl group, a pentane-1,4-diyl group, and a 2-methylbutane-1,4-diyl group.
Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms include a cyclopentane-1,3-diyl group and a cyclohexane-1,4-diyl group.
カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)としては、具体的に例えば、式(A1)中のR1~R6がそれぞれ下記の置換基である化合物(A1-1)~(A1-13)が挙げられ、化合物(A1-3)が好ましい。
<チオアミド化剤>
チオアミド化剤としては、例えばローソン試薬、五硫化二リンなどが挙げられ、好ましくはローソン試薬である。
<Thioamidating Agent>
Examples of the thioamidating agent include Lawesson's reagent and diphosphorus pentasulfide, and preferably Lawesson's reagent.
<疎水性溶媒>
本明細書において、疎水性溶媒とは、25℃の水1Lに対する溶解度が300g以下の溶媒を意味する。疎水性溶媒としては、例えば、
ベンゼン、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族系溶媒;
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル系溶媒;
ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒;
メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;
等が挙げられる。
中でも、疎水性溶媒としては、芳香族系溶媒が好ましい。疎水性溶媒は、単独で用いても、複数を組み合わせて用いてもよい。
<Hydrophobic Solvent>
In this specification, the hydrophobic solvent means a solvent having a solubility of 300 g or less in 1 L of water at 25° C. Examples of hydrophobic solvents include:
Aromatic solvents such as benzene, toluene, xylene, and anisole;
Acetate solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, and butyl acetate;
Halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, chloroform, dichloroethane, chlorobenzene, and dichlorobenzene;
Ketone solvents such as methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone;
etc.
Among them, aromatic solvents are preferable as the hydrophobic solvent. The hydrophobic solvents may be used alone or in combination.
疎水性溶媒の使用量は、カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)とチオアミド化剤との反応に十分な量であれば特に限定されない。各成分が十分に溶解して反応が効率よく進行し得るよう、例えば、カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)1質量部に対して1~80質量部であってよく、好ましくは2~50質量部である。 The amount of the hydrophobic solvent used is not particularly limited as long as it is an amount sufficient for the reaction between the hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group and the thioamidating agent. For example, the amount may be 1 to 80 parts by mass, and preferably 2 to 50 parts by mass, per part by mass of the hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group so that each component is sufficiently dissolved and the reaction can proceed efficiently.
<疎水性溶媒以外の溶媒>
工程(1)において、疎水性溶媒に加えて疎水性溶媒以外の溶媒を含んでいてもよい。疎水性溶媒以外の溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン溶媒;ペンタン、ヘキサン又はヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒;アセトニトリル等のニトリル溶媒;テトラヒドロフラン又はジメトキシエタン等のエーテル系溶媒;乳酸エチル等のエステル系溶媒;ジメチルスルホキシド、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又はヘキサメチルホスホリックトリアミド等の非プロトン性極性溶媒;エチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒;プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶媒;メタノール等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。
<Solvents other than hydrophobic solvents>
In step (1), in addition to the hydrophobic solvent, a solvent other than the hydrophobic solvent may be contained. Examples of the solvent other than the hydrophobic solvent include ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, and heptane; nitrile solvents such as acetonitrile; ether solvents such as tetrahydrofuran and dimethoxyethane; ester solvents such as ethyl lactate; aprotic polar solvents such as dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, and hexamethylphosphoric triamide; cellosolve solvents such as ethyl cellosolve; glycol ether solvents such as propylene glycol monomethyl ether; and methanol. These solvents may be used alone or in combination.
疎水性溶媒以外の溶媒を使用する場合、その使用量は、疎水性溶媒1質量部に対して、好ましくは0.001~10質量部であり、より好ましくは0.001~1質量部であり、さらに好ましくは0.001~0.5質量部である。 When a solvent other than a hydrophobic solvent is used, the amount used is preferably 0.001 to 10 parts by mass, more preferably 0.001 to 1 part by mass, and even more preferably 0.001 to 0.5 parts by mass, per part by mass of the hydrophobic solvent.
<エステル基を有するチオアミド化合物(C)>
エステル基を有するチオアミド化合物(C)は、カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)の構造に対応して決まる。例えば、カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)として、前記式(A1)で示されるアミド化合物を用いる場合、エステル基を有するチオアミド化合物(C)は、式(C1)で示される化合物である。
[式中、
R1~R6は、それぞれ上記と同じ意味を表す]
<Thioamide compound (C) having an ester group>
The thioamide compound (C) having an ester group is determined according to the structure of the hydrophobic amide compound (A) having a carboxylic acid ester group. For example, when the amide compound represented by the formula (A1) is used as the hydrophobic amide compound (A) having a carboxylic acid ester group, the thioamide compound (C) having an ester group is a compound represented by the formula (C1).
[Wherein,
R 1 to R 6 each have the same meaning as above.
<工程(2)>
工程(2)は、得られたエステル基を有するチオアミド化合物(C)を含む疎水性溶媒中に、チオアミド化剤(B)およびその残渣を分解可能な塩基性化合物(D-1)と水とを添加した後、分液操作により水層を抜き取り、チオアミド化剤(B)およびその残渣の水溶性分解物を除去する工程である。水の存在下、塩基性化合物(D-1)によりチオアミド化剤(B)およびその残渣を分解し、これを分液操作によって除去することにより、次工程への溶液接続が可能となる。このため、工程(2)の操作を採用する本発明の方法は、高い生産効率で水溶性チオアミド化合物カルボン酸塩の製造を可能にする。また、チオアミド化剤(B)およびその残渣を効果的に分解、除去することができ、最終的に、チオアミド化剤(B)等に由来する不純物が少なく、高い純度で水溶性チオアミド化合物カルボン酸塩(E)を得ることができる。
<Step (2)>
Step (2) is a step of adding a basic compound (D-1) capable of decomposing the thioamidating agent (B) and its residue and water to a hydrophobic solvent containing the obtained thioamide compound (C) having an ester group, and then removing the water layer by a liquid separation operation to remove the water-soluble decomposition products of the thioamidating agent (B) and its residue. In the presence of water, the thioamidating agent (B) and its residue are decomposed by the basic compound (D-1) and the decomposition product is removed by a liquid separation operation, thereby enabling the solution to be connected to the next step. Therefore, the method of the present invention employing the operation of step (2) enables the production of a water-soluble thioamide compound carboxylate with high production efficiency. In addition, the thioamidating agent (B) and its residue can be effectively decomposed and removed, and finally, a water-soluble thioamide compound carboxylate (E) can be obtained with high purity and with few impurities derived from the thioamidating agent (B) and the like.
塩基性化合物(D-1)の使用量は、カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)1モル当量に対して、好ましくは2.0~6.0モル当量であり、より好ましくは3.0~5.0モル当量であり、さらに好ましくは4.0~4.6モル当量である。 The amount of the basic compound (D-1) used is preferably 2.0 to 6.0 molar equivalents, more preferably 3.0 to 5.0 molar equivalents, and even more preferably 4.0 to 4.6 molar equivalents, relative to 1 molar equivalent of the hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group.
水の使用量は、カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)1質量部に対して、好ましくは0.5~50質量部であり、より好ましくは1~20質量部であり、さらに好ましくは1~10質量部である。 The amount of water used is preferably 0.5 to 50 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass, and even more preferably 1 to 10 parts by mass, per part by mass of the hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group.
エステル基を有するチオアミド化合物(C)を含む疎水性溶媒中に塩基性化合物(D-1)と水とを添加した後、チオアミド化剤(B)およびその残渣と塩基性化合物(D-1)とを反応させる。この反応温度は、好ましくは25~70℃であり、より好ましくは30~60℃であり、さらに好ましくは30~50℃である。反応の時間は、好ましくは2~36時間であり、より好ましくは4~24時間であり、さらに好ましくは6~16時間である。
上記の温度範囲及び時間範囲で反応を行うことにより、反応収率が向上し、生産性がより高くなる傾向がある。
A basic compound (D-1) and water are added to a hydrophobic solvent containing a thioamide compound (C) having an ester group, and then the thioamidating agent (B) and its residue are reacted with the basic compound (D-1). The reaction temperature is preferably 25 to 70° C., more preferably 30 to 60° C., and even more preferably 30 to 50° C. The reaction time is preferably 2 to 36 hours, more preferably 4 to 24 hours, and even more preferably 6 to 16 hours.
By carrying out the reaction within the above temperature and time ranges, the reaction yield tends to be improved and productivity tends to be higher.
<塩基性化合物(D-1)>
塩基性化合物(D-1)としては、例えば、
アンモニア、メチルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン等のアミン化合物;
水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物;
水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物;
水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等の4級アンモニウムの水酸化物;
炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩;
炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩;
炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩;
炭酸水素マグネシウム、炭酸水素カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸水素塩;
クエン酸ナトリウム、グルコン酸ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、アスコルビン酸ナトリウム等の有機酸のアルカリ金属塩;
が挙げられる。中でも、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素セシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸二水素一カリウム、リン酸一水素二カリウム、リン酸二水素一ナトリウム、及び、リン酸一水素二ナトリウムからなる群から選択される化合物が好ましい。塩基性化合物(D-1)は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。
<Basic Compound (D-1)>
Examples of the basic compound (D-1) include
Amine compounds such as ammonia, methylamine, and N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine;
Alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide;
Alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide;
quaternary ammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide and tetrabutylammonium hydroxide;
Alkali metal carbonates such as lithium carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate;
Alkaline earth metal carbonates such as magnesium carbonate and calcium carbonate;
Alkali metal bicarbonates such as lithium bicarbonate, sodium bicarbonate, and potassium bicarbonate;
Alkaline earth metal bicarbonates such as magnesium bicarbonate and calcium bicarbonate;
Alkali metal salts of organic acids, such as sodium citrate, sodium gluconate, sodium ethylenediaminetetraacetate, sodium lactate, sodium oxalate, sodium tartrate, and sodium ascorbate;
Among these, a compound selected from the group consisting of potassium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, cesium hydrogen carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium acetate, potassium acetate, potassium phosphate, sodium phosphate, monopotassium dihydrogen phosphate, dipotassium monohydrogen phosphate, monosodium dihydrogen phosphate, and disodium monohydrogen phosphate is preferred. The basic compound (D-1) may be used alone or in combination.
本発明において、塩基性化合物(D-1)としては、後述する塩基性化合物(D-2)より弱い塩基性を示す化合物が用いられ、工程(3)で用いる塩基性化合物(D-2)との関係においてより弱い塩基性を示す化合物から適宜選択することができる。工程(2)において、塩基性化合物(D-1)として弱塩基性の化合物を用いることにより、エステル基を有するチオアミド化合物(C)のエステル加水分解の発生を抑制しながら、チオアミド化剤(B)およびその残渣の分解、除去が可能になり、目的物である水溶性チオアミド化合物カルボン酸塩(E)を高い収率で得ることができる。
なお、塩基性化合物(D-1)および塩基性化合物(D-2)における塩基性の強弱は、例えばイオン化定数(pKa)によって判断できる。
In the present invention, as the basic compound (D-1), a compound exhibiting weaker basicity than the basic compound (D-2) described below is used, and can be appropriately selected from compounds exhibiting weaker basicity in relation to the basic compound (D-2) used in step (3). By using a weakly basic compound as the basic compound (D-1) in step (2), it becomes possible to decompose and remove the thioamidating agent (B) and its residue while suppressing the occurrence of ester hydrolysis of the thioamide compound (C) having an ester group, and the target water-soluble thioamide compound carboxylate (E) can be obtained in high yield.
The basicity of the basic compound (D-1) and the basic compound (D-2) can be determined, for example, by the ionization constant (pKa).
<水>
工程(2)は水の存在下で行うが、水に加えて、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類を含んでいてもよい。
アルコール類を含む場合、その含有量は、水1質量部に対して、好ましくは0.0001~0.1質量部であり、より好ましくは0.0001~0.05質量部であり、さらに好ましくは0.0005~0.01質量部である。
<Water>
The step (2) is carried out in the presence of water, which may contain, in addition to water, alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol.
When an alcohol is contained, the content thereof is preferably 0.0001 to 0.1 part by mass, more preferably 0.0001 to 0.05 part by mass, and even more preferably 0.0005 to 0.01 part by mass, per part by mass of water.
工程(2)において、反応混合液から水層を回収する方法は特に限定されず、当業者に既知の分液方法を用いることができる。 In step (2), the method for recovering the aqueous layer from the reaction mixture is not particularly limited, and any separation method known to those skilled in the art can be used.
<工程(3)>
工程(3)は、工程(2)により得られるエステル基を有するチオアミド化合物(C)を含む疎水性溶媒中に、該チオアミド化合物(C)のエステル基を加水分解可能な塩基性化合物(D-2)および水を添加した後、分液操作によりチオアミド化合物カルボン酸塩(E)の水溶液を得る工程である。
<Step (3)>
The step (3) is a step of adding a basic compound (D-2) capable of hydrolyzing an ester group of the thioamide compound (C) and water to a hydrophobic solvent containing the thioamide compound (C) having an ester group obtained in the step (2), and then obtaining an aqueous solution of a thioamide compound carboxylate (E) by a liquid separation operation.
塩基性化合物(D-2)の使用量は、カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)1モル当量に対して、好ましくは0.8~4.0モル当量であり、より好ましくは0.8~2.0モル当量であり、さらに好ましくは1.0~1.3モル当量である。 The amount of the basic compound (D-2) used is preferably 0.8 to 4.0 molar equivalents, more preferably 0.8 to 2.0 molar equivalents, and even more preferably 1.0 to 1.3 molar equivalents, relative to 1 molar equivalent of the hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group.
水の使用量は、カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)1質量部に対して、好ましくは0.5~50質量部であり、より好ましくは1~20質量部であり、さらに好ましくは1~10質量部である。 The amount of water used is preferably 0.5 to 50 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass, and even more preferably 1 to 10 parts by mass, per part by mass of the hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group.
エステル基を有するチオアミド化合物(C)を含む疎水性溶媒中に塩基性化合物(D-2)と水とを添加した後、エステル基を有するチオアミド化合物(C)と塩基性化合物(D-2)とを反応させる。この反応温度は、好ましくは25~70℃であり、より好ましくは30~60℃であり、さらに好ましくは35~55℃である。反応の時間は、好ましくは1~20時間であり、より好ましくは2~15時間であり、さらに好ましくは2~10時間である。
上記の温度範囲及び時間範囲で反応を行うことにより、反応収率が向上し、生産性がより高くなる傾向がある。
A basic compound (D-2) and water are added to a hydrophobic solvent containing a thioamide compound (C) having an ester group, and then the thioamide compound (C) having an ester group is reacted with the basic compound (D-2). The reaction temperature is preferably 25 to 70° C., more preferably 30 to 60° C., and even more preferably 35 to 55° C. The reaction time is preferably 1 to 20 hours, more preferably 2 to 15 hours, and even more preferably 2 to 10 hours.
By carrying out the reaction within the above temperature and time ranges, the reaction yield tends to be improved and productivity tends to be higher.
<塩基性化合物(D-2)>
本発明において、塩基性化合物(D-2)としては、前記塩基性化合物(D-1)より強い塩基性を示す塩基性化合物を用いる。塩基性化合物(D-2)としては、例えば、
アンモニア、メチルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン等のアミン化合物;
水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物;
水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物;
水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等の4級アンモニウムの水酸化物;
炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩;
炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩;
炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩;
炭酸水素マグネシウム、炭酸水素カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸水素塩;
クエン酸ナトリウム、グルコン酸ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、アスコルビン酸ナトリウム等の有機酸のアルカリ金属塩;
が挙げられ、工程(2)で用いる塩基性化合物(D-1)との関係においてより強い塩基性を示す化合物から適宜選択することができる。本発明の一実施形態において、塩基性化合物(D-2)は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、及び、テトラブチルアンモニウムヒドリドからなる群から選択される化合物であることが好ましい。
<Basic Compound (D-2)>
In the present invention, as the basic compound (D-2), a basic compound exhibiting stronger basicity than the basic compound (D-1) is used. Examples of the basic compound (D-2) include:
Amine compounds such as ammonia, methylamine, and N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine;
Alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide;
Alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide;
quaternary ammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide and tetrabutylammonium hydroxide;
Alkali metal carbonates such as lithium carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate;
Alkaline earth metal carbonates such as magnesium carbonate and calcium carbonate;
Alkali metal bicarbonates such as lithium bicarbonate, sodium bicarbonate, and potassium bicarbonate;
Alkaline earth metal bicarbonates such as magnesium bicarbonate and calcium bicarbonate;
Alkali metal salts of organic acids, such as sodium citrate, sodium gluconate, sodium ethylenediaminetetraacetate, sodium lactate, sodium oxalate, sodium tartrate, and sodium ascorbate;
and can be appropriately selected from compounds that exhibit stronger basicity in relation to the basic compound (D-1) used in step (2). In one embodiment of the present invention, the basic compound (D-2) is preferably a compound selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, and tetrabutylammonium hydride.
工程(3)において、反応混合液からチオアミド化合物カルボン酸塩(E)の水溶液を回収する方法は特に限定されず、当業者に既知の分液方法を用いることができる。 In step (3), the method for recovering the aqueous solution of the thioamide compound carboxylate (E) from the reaction mixture is not particularly limited, and any separation method known to those skilled in the art can be used.
<水溶性チオアミド化合物カルボン酸塩(E)>
工程(3)により、水溶液中に溶解した状態で水溶性チオアミド化合物カルボン酸塩(E)が得られる。水溶性チオアミド化合物カルボン酸塩(E)は、出発材料となるカルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)の構造に応じて決まる、本発明の一実施形態において、水溶性チオアミド化合物カルボン酸塩(E)は、例えば、式(E1)であらわされる。
[式中、
R1~R5は、それぞれ、前記式(A1)のR1~R5と同じ意味を表し、
Mは、アルカリ金属原子またはアルカリ土類金属原子を表し、
mはMで表されるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の価数を表す]
<Water-soluble thioamide compound carboxylate (E)>
By the step (3), a water-soluble thioamide compound carboxylate (E) is obtained in a state of being dissolved in an aqueous solution. The water-soluble thioamide compound carboxylate (E) is determined depending on the structure of the hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group as the starting material. In one embodiment of the present invention, the water-soluble thioamide compound carboxylate (E) is represented, for example, by formula (E1).
[Wherein,
R 1 to R 5 each have the same meaning as R 1 to R 5 in formula (A1),
M represents an alkali metal atom or an alkaline earth metal atom;
m represents the valence of the alkali metal or alkaline earth metal represented by M.
アルカリ金属原子としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウムが挙げられる。また、アルカリ土類金属原子としては、例えば、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム等が挙げられる。中でもMは、好ましくはカリウムである。 Examples of alkali metal atoms include lithium, sodium, potassium, and cesium. Examples of alkaline earth metal atoms include beryllium, magnesium, and calcium. Of these, M is preferably potassium.
<ベンゾチアゾールカルボン酸塩(G)>
塩基性化合物(D-3)の存在下、上記方法に従い得られるチオアミド化合物カルボン酸塩(E)に酸化剤(F)を添加することにより、カルボキシル基を有するベンゾチアゾールカルボン酸塩(G)を得ることができる。
<Benzothiazole carboxylate (G)>
A benzothiazole carboxylate (G) having a carboxyl group can be obtained by adding an oxidizing agent (F) to the thioamide compound carboxylate (E) obtained by the above method in the presence of a basic compound (D-3).
塩基性化合物(D-3)としては、例えば、塩基性化合物(D-1)および/または(D-2)として用い得るものとして挙げた塩基性化合物を用いることができる。 As the basic compound (D-3), for example, the basic compounds listed as the basic compounds (D-1) and/or (D-2) that can be used can be used.
塩基性化合物(D-3)の使用量は、チオアミド化合物カルボン酸塩(E)1モル当量に対して、好ましくは1~20モル当量であり、より好ましくは2~10モル当量である。 The amount of the basic compound (D-3) used is preferably 1 to 20 molar equivalents, and more preferably 2 to 10 molar equivalents, per molar equivalent of the thioamide compound carboxylate (E).
酸化剤(F)としては、例えば、フェリシアン化カリウム、塩化鉄(II)、塩化鉄(III)、臭化鉄(II)、臭化鉄(III)、鉄アセチルアセトナート、塩化パラジウム(II)、臭化パラジウム(II)、酢酸パラジウム(II)、塩化ルテニウム(III)等が挙げられる。酸化助剤として、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウムおよび過硫酸カリウム等と組み合わせて使用してもよい。 Examples of the oxidizing agent (F) include potassium ferricyanide, iron (II) chloride, iron (III) chloride, iron (II) bromide, iron (III) bromide, iron acetylacetonate, palladium (II) chloride, palladium (II) bromide, palladium (II) acetate, and ruthenium (III) chloride. As an oxidizing assistant, it may be used in combination with ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate, and the like.
酸化剤(F)の使用量は、チオアミド化合物カルボン酸塩(E)1モル当量に対して、好ましくは1~10モル当量であり、より好ましくは2~5モル当量である。 The amount of the oxidizing agent (F) used is preferably 1 to 10 molar equivalents, and more preferably 2 to 5 molar equivalents, per molar equivalent of the thioamide compound carboxylate (E).
上記塩基性化合物(D-3)の存在下、チオアミド化合物カルボン酸塩(E)に酸化剤(F)を添加することによりカルボキシル基を有するベンゾチアゾールカルボン酸塩(G)を得る工程は、通常、水の存在下で行われる。水の使用量は、チオアミド化合物カルボン酸塩(E)1質量部に対して、好ましくは10~30質量部であり、より好ましくは15~25質量部である。この際、水を単独で使用してもよいし、非プロトン性極性溶媒と組み合わせて使用してもよい。そのような非プロトン性極性溶媒は、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、アセトン、N-メチルピロリドン等が挙げられる。 The step of obtaining benzothiazole carboxylate (G) having a carboxyl group by adding oxidizing agent (F) to thioamide compound carboxylate (E) in the presence of the basic compound (D-3) is usually carried out in the presence of water. The amount of water used is preferably 10 to 30 parts by mass, more preferably 15 to 25 parts by mass, per part by mass of thioamide compound carboxylate (E). In this case, water may be used alone or in combination with an aprotic polar solvent. Examples of such aprotic polar solvents include acetonitrile, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran, acetone, and N-methylpyrrolidone.
上記工程の温度は、好ましくは15~40℃であり、より好ましくは20~35℃である。また、反応時間は、好ましくは2~15時間であり、より好ましくは4~10時間である。 The temperature in the above process is preferably 15 to 40°C, more preferably 20 to 35°C. The reaction time is preferably 2 to 15 hours, more preferably 4 to 10 hours.
上記工程により、カルボキシル基を有するベンゾチアゾールカルボン酸塩(G)の水溶液が得られる。カルボキシル基を有するベンゾチアゾールカルボン酸塩(G)は、チオアミド化合物カルボン酸塩(E)の構造に応じて決まる、本発明の一実施形態において、カルボキシル基を有するベンゾチアゾールカルボン酸塩(G)は、例えば、式(G1)で表される。
[式中、
R1~R5は、それぞれ、前記式(A1)のR1~R5と同じ意味を表し、
Mは、アルカリ金属原子またはアルカリ土類金属原子を表し、
mはMで表されるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の価数を表す]
The above steps provide an aqueous solution of benzothiazole carboxylate (G) having a carboxyl group. The benzothiazole carboxylate (G) having a carboxyl group is determined according to the structure of the thioamide compound carboxylate (E). In one embodiment of the present invention, the benzothiazole carboxylate (G) having a carboxyl group is represented by, for example, formula (G1).
[Wherein,
R 1 to R 5 each have the same meaning as R 1 to R 5 in formula (A1),
M represents an alkali metal atom or an alkaline earth metal atom;
m represents the valence of the alkali metal or alkaline earth metal represented by M.
アルカリ金属原子としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウムが挙げられる。また、アルカリ土類金属原子としては、例えば、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム等が挙げられる。中でもMは、好ましくはカリウムである。 Examples of alkali metal atoms include lithium, sodium, potassium, and cesium. Examples of alkaline earth metal atoms include beryllium, magnesium, and calcium. Of these, M is preferably potassium.
<ベンゾチアゾールカルボン酸(H)>
上記で得られたカルボキシル基を有するベンゾチアゾール酸塩(G)と酸とを反応させることにより、ベンゾチアゾールカルボン酸(H)を得ることができる。
<Benzothiazole carboxylic acid (H)>
The benzothiazole acid salt (G) having a carboxyl group obtained above can be reacted with an acid to obtain a benzothiazole carboxylic acid (H).
ここで用いる酸としては、カルボキシル基を有するベンゾチアゾール酸塩(G)を中和し得るものであれば特に限定されるものではなく、無機酸および有機酸のいずれも使用することができる。無機酸としては、例えば塩酸、硫酸、リン酸、硝酸およびホウ酸等が挙げられる。有機酸としては、ギ酸、酢酸、クエン酸、シュウ酸、乳酸、リンゴ酸、コハク酸、酒石酸およびメタンスルホン酸等が挙げられる。 The acid used here is not particularly limited as long as it can neutralize the benzothiazole salt (G) having a carboxyl group, and both inorganic and organic acids can be used. Examples of inorganic acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, and boric acid. Examples of organic acids include formic acid, acetic acid, citric acid, oxalic acid, lactic acid, malic acid, succinic acid, tartaric acid, and methanesulfonic acid.
上記工程における酸の量は、カルボキシル基を有するベンゾチアゾール酸塩(G)1モルに対して、好ましくは1~5モル、より好ましくは1~3モルである。 The amount of acid in the above step is preferably 1 to 5 moles, more preferably 1 to 3 moles, per mole of benzothiazole salt (G) having a carboxyl group.
カルボキシル基を有するベンゾチアゾール酸塩(G)に酸を加える工程は任意の方法で実施することができる。例えば所定の量の酸を一度にカルボキシル基を有するベンゾチアゾール酸塩(G)の水溶液に加えた後に撹拌する方法、カルボキシル基を有するベンゾチアゾール酸塩(G)の水溶液に酸を連続的に滴下して混合する方法等が挙げられる。ベンゾチアゾールカルボン酸(H)の収率、ろ過性を向上させるために、カルボキシル基を有するベンゾチアゾール酸塩(G)の水溶液に酸を連続的に滴下させる方法が好ましい。 The step of adding an acid to the benzothiazole salt (G) having a carboxyl group can be carried out by any method. For example, a method of adding a predetermined amount of acid all at once to an aqueous solution of the benzothiazole salt (G) having a carboxyl group and then stirring the solution, a method of continuously dropping an acid into an aqueous solution of the benzothiazole salt (G) having a carboxyl group, and mixing the acid, etc. are included. In order to improve the yield and filterability of the benzothiazole carboxylic acid (H), a method of continuously dropping an acid into an aqueous solution of the benzothiazole salt (G) having a carboxyl group is preferred.
酸を混合後、水溶液中の結晶をろ過等の既知の方法で分離し、水等で洗浄後、乾燥することによってベンゾチアゾールカルボン酸(H)を得ることができる。 After mixing with the acid, the crystals in the aqueous solution are separated by a known method such as filtration, washed with water, etc., and then dried to obtain benzothiazole carboxylic acid (H).
上記工程により、ベンゾチアゾールカルボン酸(H)が得られる。ベンゾチアゾールカルボン酸(H)は、カルボキシル基を有するベンゾチアゾール酸塩(G)の構造に応じて決まる、本発明の一実施形態において、ベンゾチアゾールカルボン酸(H)は、例えば、式(H1)で表される。
[式中、R1~R5は、それぞれ、前記式(A1)のR1~R5と同じ意味を表す。]
The above steps provide benzothiazole carboxylic acid (H). The benzothiazole carboxylic acid (H) is determined depending on the structure of the benzothiazole salt (G) having a carboxyl group. In one embodiment of the present invention, the benzothiazole carboxylic acid (H) is represented by, for example, formula (H1).
[In the formula, R 1 to R 5 respectively have the same meanings as R 1 to R 5 in the formula (A1).]
以下、実施例により、本発明をより具体的に説明する。なお、本明細書中の「%」及び「部」は、特に記載のない限り、それぞれ質量%及び質量部を意味する。 The present invention will be described in more detail below with reference to the following examples. In this specification, "%" and "parts" refer to % by mass and parts by mass, respectively, unless otherwise specified.
<実施例1>
(工程(1))
温度計を設置した500mL四ツ口フラスコ内を窒素雰囲気として、カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)として、上記式(A1)で示されるアミド化合物において、表2に記載の置換基を有するアミド化合物(A1-1)20.2gとチオアミド化剤(B)としてローソン試薬21.3g(化合物(A1-1)1モル当量に対して0.6モル当量)とをキシレン63.0g中、75℃で5時間反応させて、エステル基を有するチオアミド化合物(C1-1)を含む溶液を得た。
Example 1
(Step (1))
A 500 mL four-neck flask equipped with a thermometer was placed in a nitrogen atmosphere, and 20.2 g of an amide compound (A1-1) having a substituent as shown in Table 2 in the amide compound represented by the above formula (A1), as a hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group, and 21.3 g of Lawesson's reagent (0.6 molar equivalent relative to 1 molar equivalent of compound (A1-1)) as a thioamidating agent (B) were reacted in 63.0 g of xylene at 75° C. for 5 hours to obtain a solution containing a thioamide compound (C1-1) having an ester group.
(工程(2))
得られた溶液中に、塩基性化合物(D-1)として炭酸水素ナトリウム40.3g(化合物(A1-1)1モル当量に対して4.4モル当量)と水161.2g(化合物(A1-1)1質量部に対して8.0質量部)とを添加し、40℃で12時間反応させた後、分液操作により水層を抜き取った。水76.6g(化合物(A1-1)1質量部に対して3.8重量部)を加え撹拌し油層を水で洗浄後、水層を抜き取った。
(Step (2))
To the resulting solution, 40.3 g of sodium hydrogen carbonate (4.4 molar equivalents relative to 1 molar equivalent of compound (A1-1)) as basic compound (D-1) and 161.2 g of water (8.0 parts by mass relative to 1 part by mass of compound (A1-1)) were added, and the mixture was reacted at 40° C. for 12 hours, after which the aqueous layer was removed by a separation operation. 76.6 g of water (3.8 parts by weight relative to 1 part by mass of compound (A1-1)) was added and stirred, the oil layer was washed with water, and then the aqueous layer was removed.
(工程(3))
工程(2)により得られた溶液中に、塩基性化合物(D-2)として水酸化カリウム5.6g(化合物(A1-1)1モル当量に対して1.1モル当量)と水16.9g(化合物(A1-1)1質量部に対して3.0質量部)とを添加し、45℃で4時間反応させた後、分液操作によりチオアミド化合物カルボン酸塩(E)の水溶液を得た。
なお、炭酸水素ナトリウムは水酸化カリウムより弱塩基性の化合物である。
得られた水溶液を、後述する条件においてHPLC測定にて分析した結果、チオアミド化合物カルボン酸塩(E)の収率は87%であった。また、チオアミド化合物カルボン酸塩(E)の純度は面積百分率93%であった。さらに、チオアミド化合物カルボン酸塩(E)の水溶液中の固形分に対するICP発光分析を行い、定量したP含有量は620ppmであった。
(Step (3))
To the solution obtained in the step (2), 5.6 g of potassium hydroxide (1.1 molar equivalents relative to 1 molar equivalent of the compound (A1-1)) as a basic compound (D-2) and 16.9 g of water (3.0 parts by mass relative to 1 part by mass of the compound (A1-1)) were added, and the mixture was reacted at 45° C. for 4 hours. After that, an aqueous solution of a thioamide compound carboxylate (E) was obtained by a separation operation.
Note that sodium bicarbonate is a weaker basic compound than potassium hydroxide.
The obtained aqueous solution was analyzed by HPLC measurement under the conditions described below, and the yield of the thioamide compound carboxylate (E) was 87%. The purity of the thioamide compound carboxylate (E) was 93% in terms of area percentage. Furthermore, the solid content in the aqueous solution of the thioamide compound carboxylate (E) was analyzed by ICP emission spectrometry, and the quantitative P content was 620 ppm.
<実施例2~25および参考例1>
表2に示す通り、それぞれ、カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)の種類、塩基性化合物(D-1)、塩基性化合物(D-2)の種類および/または使用量を変更したこと以外は、実施例1と同様にして水溶性チオアミド化合物カルボン酸塩(E)を得た。
なお、実施例2~25のいずれにおいても、塩基性化合物(D-1)として使用した塩基性化合物は、塩基性化合物(D-2)として使用した塩基性化合物よりも弱塩基性の化合物である。また、表2中のR6について、Et:エチル基、Me:メチル基、Bu:ブチル基、Cy:シクロヘキサン-1,4-ジイル基を表す。
<Examples 2 to 25 and Reference Example 1>
As shown in Table 2, water-soluble thioamide compound carboxylates (E) were obtained in the same manner as in Example 1, except that the type of hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group, and the types and/or amounts of basic compound (D-1) and basic compound (D-2) used were changed.
In each of Examples 2 to 25, the basic compound used as the basic compound (D-1) is a weaker basic compound than the basic compound used as the basic compound (D-2). In addition, with respect to R 6 in Table 2, Et represents an ethyl group, Me represents a methyl group, Bu represents a butyl group, and Cy represents a cyclohexane-1,4-diyl group.
<HPLCの測定条件>
装置:株式会社島津製作所社製 LC-20AT
カラム:Kinetex_2.6μm_C18、100Å、100mm×4.6mm
移動相:A液;0.1%(v/v)TFA含有水
B液;0.1%(v/v)TFA含有アセトニトリル
グラジエント条件:
B液;10%→(30min)→100%(5min)
温度:40℃
流速:1.0mL/分
注入量:5μL
検出器:UV(254nm)
<HPLC measurement conditions>
Equipment: Shimadzu Corporation LC-20AT
Column: Kinetex_2.6μm_C18, 100Å, 100mm×4.6mm
Mobile phase: Solution A: Water containing 0.1% (v/v) TFA Solution B: Acetonitrile containing 0.1% (v/v) TFA Gradient conditions:
B solution; 10% → (30min) → 100% (5min)
Temperature: 40°C
Flow rate: 1.0mL/min Injection volume: 5μL
Detector: UV (254 nm)
(収率の評価基準)
上記HPLC測定の結果に基づき、各実施例における収率を以下の基準に基づき評価した。結果を表2に示す。
A:85%以上
B:70%以上85%未満
C:60%以上70%未満
D:60%未満
(Yield Evaluation Criteria)
Based on the results of the HPLC measurements, the yield in each example was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2.
A: 85% or more B: 70% or more but less than 85% C: 60% or more but less than 70% D: Less than 60%
(純度の評価基準)
上記HPLC測定の結果に基づき、各実施例における純度を以下の基準に基づき評価した。結果を表2に示す。
A:90%以上
B:70%以上90%未満
C:60%以上70%未満
D:60%未満
(Purity Evaluation Criteria)
Based on the results of the HPLC measurements, the purity of each example was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2.
A: 90% or more B: 70% or more but less than 90% C: 60% or more but less than 70% D: Less than 60%
<ICP発光分析>
ICP発光分析装置を用いて、チオアミド化合物カルボン酸塩(E)の水溶液中のリン含有量(P含有量)を測定し、チオアミド化合物カルボン酸塩(E)の水溶液中の固形分に対するP含有量を算出した。
(リン含量の評価基準)
上記ICP発光分析の結果に基づき、各実施例におけるP含量を以下の基準に基づき評価した。結果を表2に示す。
A:700ppm未満
B:700ppm以上1500ppm未満
C:1500ppm以上
<ICP optical emission spectrometry>
The phosphorus content (P content) in the aqueous solution of the thioamide compound carboxylate (E) was measured using an ICP emission spectrometer, and the P content relative to the solid content in the aqueous solution of the thioamide compound carboxylate (E) was calculated.
(Evaluation Criteria for Phosphorus Content)
Based on the results of the ICP emission spectrometry, the P content in each example was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2.
A: Less than 700 ppm B: 700 ppm or more and less than 1500 ppm C: 1500 ppm or more
<実施例26>
温度計を設置した500mL四ツ口フラスコ内を窒素雰囲気として、塩基性化合物(D-3)として25%KOH水溶液31g、酸化剤(F)としてフェリシアン化カリウム44g、水160gを仕込んだ溶液に、実施例3にて得たチオアミド化合物カルボン酸塩(E)水溶液35gを室温で6時間かけて滴下し、その後1時間反応させ、ベンゾチアゾールカルボン酸(G)へ誘導した。
<Example 26>
A 500 mL four-neck flask equipped with a thermometer was placed in a nitrogen atmosphere. 31 g of a 25% KOH aqueous solution as a basic compound (D-3), 44 g of potassium ferricyanide as an oxidizing agent (F), and 160 g of water were charged into the solution. 35 g of the aqueous solution of the thioamide compound carboxylate (E) obtained in Example 3 was added dropwise to the solution at room temperature over 6 hours, and the mixture was allowed to react for 1 hour to derive benzothiazole carboxylic acid (G).
続いて、ベンゾチアゾールカルボン酸(G)を含む水溶液に40%硫酸4.9gを室温で5時間かけて滴下することでベンゾチアゾールカルボン酸(H)の粉体を析出させた。得られた粉体は濾過することで回収し、水42gで洗浄した。50℃で乾燥させ、白色粉体として7.7g取得した。後述する条件においてHPLC測定にて分析した結果、収率72.0%、LC純度78.0%であった。 Next, 4.9 g of 40% sulfuric acid was added dropwise to the aqueous solution containing benzothiazole carboxylic acid (G) over a period of 5 hours at room temperature to precipitate a powder of benzothiazole carboxylic acid (H). The resulting powder was collected by filtration and washed with 42 g of water. It was dried at 50°C to obtain 7.7 g of a white powder. Analysis by HPLC measurement under the conditions described below revealed a yield of 72.0% and an LC purity of 78.0%.
反応に用いるチオアミド化合物カルボン酸塩(E)水溶液に含まれるリン化合物の含有量が少ない場合に、ベンゾチアゾールカルボン酸(H)にリン化合物の含有量も低減することができる。 When the content of phosphorus compounds contained in the aqueous solution of thioamide compound carboxylate (E) used in the reaction is low, the content of phosphorus compounds in benzothiazole carboxylic acid (H) can also be reduced.
<HPLCの測定条件>
装置:株式会社島津製作所社製 LC-20AT
カラム:Kinetex_2.6μm_C18、100Å、100mm×4.6mm
移動相:A液;10mMギ酸アンモニウム水
B液;アセトニトリル
グラジエント条件:
B液;10%→(30min)→100%(5min)
温度:40℃
流速:1.0mL/分
注入量:5μL
検出器:UV(254nm)
<HPLC measurement conditions>
Equipment: Shimadzu Corporation LC-20AT
Column: Kinetex_2.6μm_C18, 100Å, 100mm×4.6mm
Mobile phase: Solution A: 10 mM ammonium formate solution; Solution B: acetonitrile Gradient conditions:
B solution; 10% → (30min) → 100% (5min)
Temperature: 40°C
Flow rate: 1.0mL/min Injection volume: 5μL
Detector: UV (254 nm)
Claims (8)
(1)カルボン酸エステル基を有する疎水性アミド化合物(A)とチオアミド化剤(B)とを疎水性溶媒中で反応させて、エステル基を有するチオアミド化合物(C)を得る工程;
(2)得られたエステル基を有するチオアミド化合物(C)を含む疎水性溶媒中に、チオアミド化剤(B)およびその残渣を分解可能な塩基性化合物(D-1)と水とを添加した後、分液操作により水層を抜き取り、チオアミド化剤(B)およびその残渣の水溶性分解物を除去する工程;および
(3)工程(2)により得られるエステル基を有するチオアミド化合物(C)を含む疎水性溶媒中に、該チオアミド化合物(C)のエステル基を加水分解可能な塩基性化合物(D-2)および水を添加した後、分液操作によりチオアミド化合物カルボン酸塩(E)の水溶液を得る工程
を含み、
前記塩基性化合物(D-1)が前記塩基性化合物(D-2)より弱い塩基性を有する、方法。 A method for producing a water-soluble thioamide compound carboxylate (E), comprising the steps of:
(1) a step of reacting a hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group with a thioamidating agent (B) in a hydrophobic solvent to obtain a thioamide compound (C) having an ester group;
(2) adding a basic compound (D-1) capable of decomposing a thioamidating agent (B) and its residue and water to a hydrophobic solvent containing the obtained thioamide compound (C) having an ester group, and then removing the aqueous layer by a liquid separation operation to remove water-soluble decomposition products of the thioamidating agent (B) and its residue; and (3) adding a basic compound (D-2) capable of hydrolyzing an ester group of the thioamide compound (C) and water to a hydrophobic solvent containing the thioamide compound (C) having an ester group obtained by the step (2), and then obtaining an aqueous solution of a thioamide compound carboxylate (E) by a liquid separation operation,
The method, wherein the basic compound (D-1) has a weaker basicity than the basic compound (D-2).
R1~R4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~8のアルキル基、炭素数3~8の脂環式炭化水素基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素数1~8のチオエーテル基、炭素数1~8のスルホニル基およびハロゲン原子からなる群から選択される基を表し、
R5は単結合、アルキレン基または炭素数3~8の二価の脂環式炭化水素基を表し、
R6は炭素数1~4のアルキル基を表す]
で示されるアミド化合物である、請求項1または2に記載の方法。 The hydrophobic amide compound (A) having a carboxylate group is represented by the formula (A1):
R 1 to R 4 each independently represent a group selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a thioether group having 1 to 8 carbon atoms, a sulfonyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a halogen atom;
R5 represents a single bond, an alkylene group, or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms;
R 6 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
The method according to claim 1 or 2, wherein the compound is an amide compound represented by the formula:
R1~R5は、それぞれ、前記式(A1)のR1~R5と同じ意味を表し、
Mは、アルカリ金属原子またはアルカリ土類金属原子を表し、
mはMで表されるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の価数を表す]
で示されるチオアミド化合物カルボン酸塩である、請求項1または2に記載の方法。 The water-soluble thioamide compound carboxylate (E) is represented by the formula (E1):
R 1 to R 5 each have the same meaning as R 1 to R 5 in formula (A1),
M represents an alkali metal atom or an alkaline earth metal atom;
m represents the valence of the alkali metal or alkaline earth metal represented by M.
The method according to claim 1 or 2, wherein the thioamide compound is a carboxylate represented by the formula:
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