JP3743865B2

JP3743865B2 - ハロチオフェノール類を製造する方法

Info

Publication number: JP3743865B2
Application number: JP19637795A
Authority: JP
Inventors: 純一坂本; 栄梶原; 博五田
Original assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Priority date: 1995-08-01
Filing date: 1995-08-01
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2015-08-01
Also published as: JPH0940636A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハロベンゼン類を原料とする、ハロチオフェノール類の新規な製造方法に関する。ハロチオフェノール類は、医薬、農薬、機能性材料などの種々の用途に用いられている有用な化合物である。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、ハロチオフェノール類を合成する方法としては、いくつかの方法が知られている。
【０００３】
例えば、チオフェノールを塩素化し、その後、亜鉛などで還元する方法（ＵＳ３３３１２０５）、フェニルチオ酢酸を塩素化後、酸化、還元する方法（ＵＳ３２９６３０８）、クロロベンゼンスルホニルクロリドを亜鉛等で還元する方法（ＵＳ３３２５９８１）、クロロベンゼンスルホン酸をリンで還元する方法（ＤＥ１９３９４６９）、ジクロロベンゼンを高温下で硫化水素と反応させる方法（Ｚｈ．Ｏｒｇ．Ｋｈｉｍ．１１（５）．１１３２（１９７５））等が知られている。
【０００４】
しかしながら、これらの方法は、塩素化後に還元が必要なこと、反応条件が厳しいこと、収率、生産効率が悪いこと等より、いずれも工業的に製造するには適した方法とは言い難い。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記欠点を排除して、工業的に簡便かつ経済的に有利にハロチオフェノール類を製造する方法を提供すべく鋭意検討した。
【０００６】
その結果、工業的に安価に供給されているハロベンゼン類を出発原料に用い、メチルチオ化、ハロゲン化、引き続き加水分解と言う簡便な方法で、ハロチオフェノール類が高収率で得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、一般式（Ｉ）で表わされるハロベンゼン類を、メチルメルカプチドアルカリ金属塩により、一般式（ＩＩ）で表わされるメチルチオハロベンゼン類とした後、ハロゲン化剤により一般式（ＩＩＩ）で表わされるハロメチルチオハロベンゼン類となし、加水分解することを特徴とする、一般式（ＩＶ）で表わされるハロチオフェノール類の製造方法である。
【化２】

【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明を順次、具体的に説明する。
【０００９】
一般式（Ｉ）で表わされるハロベンゼン類に対するメチルメルカプチドアルカリ金属塩による求核置換反応により、一般式（ＩＩ）で表わされるメチルチオハロベンゼン類が得られる。ここに、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３で表わされるハロゲン原子は、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを意味し、Ｃｌ、Ｂｒである場合に、良好な結果が得られる。
【００１０】
一般式（Ｉ）で表わされる化合物としては、具体的には、１，２−ジクロロベンゼン、１，３−ジクロロベンゼン、１，４−ジクロロベンゼン、１，２，３−トリクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベンゼン、１，３，５−トリクロロベンゼン、１，２−ジブロモベンゼン、１，３−ジブロモベンゼン、１，４−ジブロモベンゼン、１，２，３−トリブロモベンゼン、１，２，４−トリブロモベンゼン、１，３，５−トリブロモベンゼン等が挙げられる。
【００１１】
反応に用いるメチルメルカプチドアルカリ金属塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等を使用することができるが、経済的見地からは、ナトリウム塩水溶液が好ましく用いられる。
【００１２】
メチルメルカプチドアルカリ金属塩の使用量は、一般式（Ｉ）で表わされるハロベンゼン類に対して、通常０．１〜３倍モル、好ましくは０．２〜２倍モルである。反応温度は、用いるハロベンゼン類により異なり一概には言えないが、通常７０〜２００℃、好ましくは１００〜１５０℃である。
【００１３】
反応は、ハロベンゼン類とメチルメルカプチドアルカリ金属塩を混合して撹拌するだけでも進行するが、界面活性剤の存在下で行なうと、反応はさらに円滑に進行する。界面活性剤としては、例えば、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩等の陰イオン界面活性剤、高級アミンハロゲン酸塩、ハロゲン化アルキルピリジニウム、４級アンモニウム塩等の陽イオン界面活性剤、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールアルキルエーテル等の非イオン界面活性剤、アミノ酸等の両性界面活性剤等が挙げられるが、中でもポリエチレングリコール、４級アンモニウム塩が経済的見地から好ましく用いられる。界面活性剤を用いる場合の使用量は、ハロベンゼン類に対して、通常０．００１〜５倍重量、好ましくは０．００５〜２倍重量の範囲である。界面活性剤の使用量が、０．００１倍重量未満の場合には、効果が充分あらわれず、一方、５倍重量を超えて用いても、それに見合う効果が得られず経済的に不利である。
【００１４】
さらに、メチルメルカプチドアルカリ金属塩の水溶液を使用する場合、系内から水を除きながら行なうと、さらに反応は円滑に進行する。反応時間は、用いるハロベンゼン類により異なり一概には言えないが、通常１〜２０時間、好ましくは３〜１０時間の範囲である。
【００１５】
溶媒は、特に限定されるものではなく、無溶媒またはハロベンゼン類自身を溶媒として好んで用いるが、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の炭化水素類、ジクロロエタン、トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素類を用いることができる。溶媒を用いる場合、その使用量は、特に限定されるものではないが、通常、一般式（Ｉ）で表わされるハロベンゼン類に対して、０．１〜１０倍重量である。
【００１６】
このようにして得た、一般式（ＩＩ）で表わされるメチルチオハロベンゼン類は、常法の蒸留などにより単離可能であるが、単離することなく、塩を取り除いたのみの反応液を次のハロゲン化工程に用いることも可能である。
【００１７】
ハロゲン化工程に用いるハロゲン化剤としては、塩素、塩化スルフリル、臭素、ヨウ素が挙げられる。塩素、臭素を用いた場合に、良好な結果が得られる。
【００１８】
一般式（ＩＩＩ）で表わされるハロメチルチオハロベンゼン類においては、ｎが１、２または３であるが、ｎが２、３またはこれらの混合物を用いると、次工程の加水分解を円滑に進行させることができる。
【００１９】
したがって、ハロゲン化剤の使用量は、一般式（ＩＩ）で表わされるメチルチオハロベンゼン類に対して１〜１０倍モル、好ましくは２〜３倍モルである。
【００２０】
溶媒は、特に限定されるものではなく、無溶媒反応も可能であるが、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の炭化水素類、ジクロロエタン、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類を用いることができる。溶媒を用いる場合、その使用量は、特に限定されるものではないが、通常、一般式（ＩＩ）で表わされるメチルチオハロベンゼン類に対して、０．１〜１０倍重量である。
【００２１】
ハロゲン化の反応温度は、通常、約０〜１２０℃、好ましくは約２０〜５０℃の範囲である。反応温度が低すぎると反応速度が遅く、逆に高すぎると副反応が起こり、収率低下の原因となり好ましくない。反応時間は通常０．５〜２０時間の範囲である。
【００２２】
生成した一般式（ＩＩＩ）で表わされるハロメチルチオハロベンゼン類も、常法の蒸留、晶析により単離することができるが、単離することなく、ハロゲン化の反応液のまま、次の加水分解反応に用いることも可能である。
【００２３】
このようにして得た、一般式（ＩＩＩ）で表わされるハロメチルチオハロベンゼン類を加水分解することにより、一般式（ＩＶ）で表わされるハロチオフェノール類が得られる。
【００２４】
加水分解は、単に水を加えて加熱することによっても進行するが、酸の存在下に行なうと、反応は円滑に進行する。酸としては、特に限定されるものではないが、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の鉱酸が経済的見地から用いられる。塩酸、硫酸が特に好ましい。酸の使用量は、用いる酸種により一概に言えないが、通常、一般式（ＩＩＩ）で表わされるハロメチルチオハロベンゼン類に対して０．０１〜１倍重量で充分である。
【００２５】
また、加水分解にアルコールを添加することも有効である。特に低級アルコールを添加すると、加水分解反応がより円滑に進行する。低級アルコールとしては、炭素数が１〜４の脂肪族アルコール、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−プロパノール、イソブタノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール等を挙げることができる。中でもメタノールが経済的見地から好ましく用いられる。アルコールの使用量は、特に限定されるものではないが、通常、一般式（ＩＩＩ）で表わされるハロメチルチオハロベンゼン類に対して０．５〜１０倍重量である。
【００２６】
溶媒は、特に限定されるものではなく、無溶媒反応も可能であるが、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の炭化水素類、ジクロロエタン、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類を用いることができる。溶媒を用いる場合、その使用量は、特に限定されるものではないが、通常、一般式（ＩＩＩ）で表わされるハロメチルチオハロベンゼン類に対して、０．１〜１０倍重量である。
【００２７】
反応温度は、通常、約３０〜２００℃、好ましくは約６０〜１１０℃の範囲である。反応温度が低すぎると反応速度が遅く、逆に高すぎると副反応が起こり、収率低下の原因となり好ましくない。反応時間は、通常、約１〜１０時間の範囲である。
【００２８】
このようにして、目的の一般式（ＩＶ）で表わされるハロチオフェノール類が得られる。生成したハロチオフェノール類は、常法の抽出や晶析、蒸留等により単離することができる。
【００２９】
本発明で得られるハロチオフェノール類としては、具体的には、２−クロロチオフェノール、３−クロロチオフェノール、４−クロロチオフェノール、２，５−ジクロロチオフェノール、３，５−ジクロロチオフェノール、２，６−ジクロロチオフェノール、２−ブロモチオフェノール、３−ブロモチオフェノール、４−ブロモチオフェノール、２，５−ジブロモチオフェノール、３，５−ジブロモチオフェノール、２，６−ジブロモチオフェノール等が挙げられる。
【００３０】
【実施例】
以下に、実施例により本願発明をさらに詳しく説明するが、本願発明はこれらの実施例に何等限定されるものではない。
【００３１】
実施例１
撹拌機、温度計、滴下ロート、リービッヒ冷却器および受器を備え付けた３００ｍｌ四つ口フラスコに、１，２−ジクロロベンゼン１４７ｇ（１．００モル）、ポリエチレングリコール（平均分子量３００）２７ｇ（０．０９モル）を仕込み、撹拌下約１３５℃で３０％メチルメルカプチドナトリウム塩水溶液７０ｇ（０．３０モル）を４時間かけて滴下した。この際、水４８ｇおよび１，２−ジクロロベンゼン３７ｇが系外に留去された。さらに１時間撹拌し、反応を終了した。水を添加して分液し、粗２−メチルチオクロロベンゼンの１，２−ジクロロベンゼン溶液を得た。この溶液に塩素ガス４２．６ｇ（０．６モル）を約４０℃で２時間かけて吹き込み、さらに１時間撹拌した。窒素を吹き込むことにより溶存塩素を脱気した後、メタノール６０ｇを加え、還流下で４時間撹拌し、加水分解反応を終了した。水を加えて分液した後、有機層からアルカリ水溶液で逆抽出し、酸性水で中和し、オイル層として２−クロロチオフェノール３０．５ｇを得た。メチルメルカプチドに対する収率は７０．４％であった。
【００３２】
実施例２〜７
原料を表１に示したハロベンゼン類に変える以外は実施例１と同様の操作により、相当するハロチオフェノール類を得た。
【００３３】
【表１】

実施例８
反応に添加するポリエチレングリコールの代わりにテトラ−ｎ−ブチルアンモニウムブロミド３．２ｇ（０．０１モル）を用いた以外は実施例１と同様の操作により粗２−メチルチオクロロベンゼンの１，２−ジクロロベンゼン溶液を得た。この溶液に塩素ガス４２．６ｇ（０．６モル）を約４０℃で２時間かけて吹き込み、さらに１時間撹拌した。溶存塩素を脱気した後、１０％塩酸水１００ｇを加え、還流下で５時間撹拌し、加水分解反応を終了した。分液後、有機層からアルカリ水溶液で逆抽出し、酸性水で中和し、２−クロロチオフェノール２９．８ｇを得た。メチルメルカプチドに対する収率は６８．７％であった。
【００３４】
実施例９
撹拌機、温度計、滴下ロート、リービッヒ冷却器および受器を備え付けた２００ｍｌ四つ口フラスコに、１，２−ジブロモベンゼン４７．２ｇ（０．２００モル）、キシレン１００ｇ、ポリエチレングリコール（平均分子量３００）６０ｇ（０．２０モル）を仕込み、撹拌下約１３５℃で３０％メチルメルカプチドナトリウム塩水溶液７４．７ｇ（０．３２０モル）を３時間かけて滴下した。この際、系外に留出したキシレンおよび１，２−ジブロモベンゼンは適時系内に戻した。さらに２時間撹拌し、反応を終了した。水を添加して分液し、粗２−メチルチオブロモベンゼンを得た。減圧蒸留を行ない、２−メチルチオブロモベンゼン２５．５ｇ（０．１２６モル）を得た。このものにクロロベンゼン１００ｇを加え、塩素ガス２２．４ｇ（０．３１５モル）を約４０℃で２時間かけて吹き込み、さらに１時間撹拌した。溶存塩素を脱気した後、１０％硫酸水５０ｇを加え、還流下で６時間撹拌し、加水分解反応を終了した。分液後、有機層からアルカリ水溶液で逆抽出し、さらに酸性水で中和し、減圧蒸留して２−ブロモチオフェノール２２．３ｇを得た。１，２−ジブロモベンゼンに対する収率は５９．０％であった。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、医薬、農薬、機能性材料などの種々の用途に用いられるハロチオフェノール類の新規な製造方法を提供するものである。本発明の方法を採用すると、工業的に安価なハロベンゼン類を、メチルチオ化、ハロゲン化、加水分解することにより、簡便なプロセスで目的物が得られる。したがって、経済的、工業的価値が極めて大きい。

Claims

一般式（Ｉ）で表わされるハロベンゼン類を、メチルメルカプチドアルカリ金属塩により一般式（ＩＩ）で表わされるメチルチオハロベンゼン類となし、さらにハロゲン化剤により一般式（ＩＩＩ）で表わされるハロメチルチオハロベンゼン類とした後、加水分解することを特徴とする、一般式（ＩＶ）で表わされるハロチオフェノール類を製造する方法。
メチルメルカプチドアルカリ金属塩によるメチルチオ化を、界面活性剤の存在下に行なうことを特徴とする請求項１に記載の方法。
界面活性剤がポリエチレングリコールである請求項２に記載の方法。
界面活性剤が４級アンモニウム塩である請求項２に記載の方法。
ハロゲン化剤が塩素である請求項１に記載の方法。
一般式（ＩＩＩ）のｎが２または３である請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
酸の存在下に加水分解することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
低級アルコールの存在下に加水分解することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
ハロチオフェノール類が２−クロロチオフェノールまたは４−クロロチオフェノールである請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
ハロチオフェノール類が２−ブロモチオフェノールまたは４−ブロモチオフェノールである請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
ハロチオフェノール類が２，５−ジクロロチオフェノールまたは３，５−ジクロロチオフェノールである請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。