JP3794858B2 - 芳香族硫黄化合物の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、芳香族チオエーテル類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。本発明はさらに、芳香族ハロゲン化合物から上記の芳香族チオエーテル類を経て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５】
（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６】
（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ができない。
【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。なお、芳香族チオエーテル類から、ルイス酸との反応により炭化水素基を脱離させて芳香族チオール類を得る反応は、知られていない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、芳香環の炭素原子に置換基を有する芳香族チオエーテル類より、高純度の芳香族チオール類および芳香族ジスルフィド類を、優れた収率で得る方法を提供することである。本発明のもう一つの目的は、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、特定範囲の炭化水素基を有する芳香族チオエーテル類が、ルイス酸との反応により容易に該炭化水素基を脱離させうることを見出し、さらにこの反応を利用して、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ルイス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、一般式（IV）：
Ｙn−Ａｒ−（ＳＲ)m （IV）
〔式中、
Ａｒは、芳香族炭化水素残基を表し；
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；
Ｒは、１価の第二級もしくは第三級炭化水素基、または一般式：
−ＣＨ2−Ｒ1、−ＣＨ2−ＣＲ2＝Ｃ（Ｒ2)2もしくは−ＣＨ2−Ｃ≡ＣＲ3
（式中、Ｒ1は、１価の炭化水素基で置換されていてもよい１価の芳香環基を表し、Ｒ2は、たがいに同一でも異なっていてもよく、水素原子または１価の炭化水素基を表し；Ｒ3は、水素原子または１価の炭化水素基を表す）
で示される１価の第一級炭化水素基を表し；
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〕
で示される芳香族チオエーテル類を、
（Ｄ）ルイス酸
と反応させ、ついで加水分解する、一般式（Ｖ）：
Ｙn−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し；また、このような方法によって、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）：
Ｙn−Ａｒ−Ｓ−Ｓ−Ａｒ−Ｙn （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】
さらに、本発明は、（Ａ）一般式（Ｉ）：
Ｙn−Ａｒ−Ｘm （Ｉ）
（式中、
ＡｒおよびＹは、前述のとおりであり；
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；
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）：
ＲＳＭ （II）
（式中、Ｒは、前述のとおりであり、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）：
ＲＳＨ （III）
（式中、Ｒ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とを、
（Ｃ）非プロトン極性溶媒
の存在下に反応させて、一般式（IV）：
Ｙn−Ａｒ−（ＳＲ)m （IV）
（式中、Ｙ、ＡｒおよびＲ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エーテル類を製造し；
得られた該チオエーテル類を、上記と同様にして、一般式（Ｖ）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）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。
【００１９】
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。
【００２０】
本発明の製造方法は、代表的には、上記の反応により、一般式（IVａ）：
【化７】
（式中、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）で示される芳香族チオエーテル類、または一般式（Ｉａ）：
【化８】
（式中、ＸおよびＹは、前述のとおりであり；ｍおよびｎは、上記のとおりであり、ただし、ｍ＋ｎは６以下である）
で示される（Ａ）芳香族ハロゲン化合物から、一般式（Ｖａ）：
【化９】
（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１０】
（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。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、芳香族ハロゲン化合物を出発原料とする方法について、順を追って説明するが、前述のように、本発明の方法は、たとえば芳香族第一アミンに亜硝酸ナトリウムおよび酸を反応させて芳香族ジアゾニウム塩とし、これにナトリウムヒドロカルビルメルカプチドを反応させた後、脱ジアゾ化して得られる芳香族チオエーテル類のような、他の方法で得られた芳香族チオエーテル類を出発原料として、第２工程以下を実施することをも包含する。
【００２２】
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。
【００２３】
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た少なくとも１個のＸを有する、炭素系芳香環化合物の誘導体である。
【００２４】
Ａｒは、芳香族炭化水素残基である。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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
（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との組合せである。（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。
【００３０】
（１）および（ａ）の分子中に含有され、硫黄原子に結合する１価の炭化水素基Ｒは、広い範囲から選択することができる。すなわち、Ｒとしては、イソプロピル、ｓ−ブチル、ｓ−ペンチル、ｓ−ヘキシル、ｓ−オクチル、ｓ−デシル、ｓ−ドデシル、１，４，４−トリメチルペンチルのような第二級アルキル基；イソブテニル、イソペンテニルのような第二級アルケニル基；１−フェニルエチル、ベンズヒドリルのような芳香環含有第二級炭化水素基などの１価の第二級炭化水素基；ならびに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、トリチルのような芳香環含有第三級炭化水素基などの１価の第三級炭化水素基を用いることができる。
【００３１】
さらに、Ｒとしては、一般式：
−ＣＨ2−Ｒ1、−ＣＨ2−ＣＲ2＝Ｃ（Ｒ2)2もしくは−ＣＨ2−Ｃ≡ＣＲ3
（式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は前述のとおりである）で示される、特定範囲の１価の炭化水素基を用いることができる。Ｒ1としては、フェニル、１−ナフチルのような１価の芳香環基；およびトリル、キシリル、４−ビフェニリルのような、該芳香環基がさらに１価の炭化水素基で置換された基が例示される。Ｒ2およびＲ3としては、それぞれ、水素原子のほか、メチル、エチル、プロピル、ブチルのようなアルキル基；ビニルのようなアルケニル基；フェニルのようなアリール基などが例示される。このような１価の第一級炭化水素基としては、ベンジル、１−ナフチルメチルのような、硫黄原子に結合するメチレン基に芳香環が結合した炭化水素基；およびアリル、２−ブテニル、シンナミル、プロパルギルのような、−２位と−３位の炭化水素基の間が不飽和結合である炭化水素基が例示される。これらのうち、（１）または（ａ）が容易に得られ、取扱いが容易で、広範囲のルイス酸との反応によって炭化水素基が容易に脱離しうることから、イソプロピル、ｔ−ブチル、ベンズヒドリルおよびベンジルが好ましく、ｔ−ブチルが特に好ましい。
【００３２】
（１）および（ｂ）の分子中に含有される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。
【００３３】
このような（１）としては、ナトリウムイソプロピルメルカプチド、ナトリウムｓ−ブチルメルカプチド、ナトリウムｓ−ヘキシルメルカプチド、ナトリウムｓ−オクチルメルカプチド、ナトリウムｓ−ドデシルメルカプチド、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；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；ナトリウムアリルメルカプチド、ナトリウムベンジルメルカプチドのような第一級ヒドロカルビルメルカプチドナトリウム塩；ならびにこれら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。
【００３４】
（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、イソブチルメルカプタン、ｔ−ブチルメルカプタン、ベンズヒドリルメルカプタンおよびベンジルメルカプタンが好ましい。
【００３５】
（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、およびこれらに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。
【００３６】
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。
【００３７】
（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。
【００３８】
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。
【００３９】
（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。
【００４０】
（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。
【００４１】
（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。
【００４２】
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ルイス酸と反応させ、ついで加水分解することにより、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。
【００４３】
本発明において、ルイス酸とは、その錯体を包含する概念として定義される。（Ｄ）ルイス酸としては、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ素、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、四塩化チタン、塩化第二鉄、四塩化スズ、五塩化アンチモンのようなハロゲン化物；および三フッ化ホウ素−ジエチルエーテル錯体のようなその錯体が例示され、取扱いが容易で活性が高いことから、臭化ホウ素、塩化アルミニウム、四塩化チタンおよび塩化第二鉄が好ましく、芳香族チオール類を純度よく得るためには、後述の酸化作用のないものがより好ましく、塩化アルミニウムおよび四塩化チタンが特に好ましい。
【００４４】
（Ｄ）ルイス酸の使用量は、芳香族チオエーテル類の種類、すなわち、Ｙ、Ｒ、ｍおよびｎ、ならびにルイス酸の種類によっても異なるが、触媒量から、芳香族チオエーテル類に対して過剰量まで任意に選択できる。すなわち、ルイス酸の量は、芳香族チオエーテル類から脱離させる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０．０１〜３モル、好ましくは０．０２〜１．１モルの範囲であり、ｎが大きいほど、またｍが小さいほど、少量のルイス酸の存在で反応は進行する。経済性および残存する酸の除去が容易なことから、ルイス酸の量は、上記の基準で０．０２〜０．１モルの触媒量であることがさらに好ましい。
【００４５】
芳香族チオエーテル類とルイス酸との反応は、それらの酸の強さに応じて、室温以下から２００℃までの温度を適宜選択して行うことができ、室温〜１５０℃が好ましい。また反応溶媒として、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、二塩化エチレンのようなハロゲン化炭化水素類；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が用いられる。ルイス酸として三フッ化ホウ素、三臭化ホウ素、塩化アルミニウム、四塩化チタン、塩化第二鉄などを用いる場合は、上記の溶媒類の存在下に室温で反応させることが好ましい。
【００４６】
ついで、反応生成物を水中に投ずることにより、該反応生成物を加水分解して、芳香族チオール類を生成する。加水分解反応は短時間で進行し、発熱を伴うので、水として、過剰の冷水および／または氷を用いることが好ましい。
【００４７】
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。
【００４８】
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、また第３工程として、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。
【００４９】
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、五塩化アンチモン、四塩化スズ、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。
【００５０】
塩化第二鉄、四塩化スズ、五塩化アンチモンのような一部のルイス酸は、前述のように、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、上記の反応性を有し、また酸化剤としても機能するルイス酸を用い、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、芳香族チオール類を単離することなく１段階で行うことができる。このような芳香族チオエーテル類から１段階の芳香族ジスルフィド類の合成に用いるルイス酸としては、酸化力が強いことから、塩化第二鉄が好ましい。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によって、芳香環に置換基を有する芳香族チオエーテル類より、芳香族チオール類および芳香族ジスルフィド類を、優れた収率と高い純度で得ることができる。
【００５２】
本発明においては、ルイス酸を用いるフリーデルクラフツ反応からは予期しえなかったことに、触媒量のルイス酸の存在下で反応が進行する。このことは、残存する酸の除去を容易にして、工業的にきわめて有利である。
【００５３】
また、上記の知見により、置換基を有する芳香族ハロゲン化合物から、芳香族チオエーテル類を経て、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それから誘導されるジスルフィド類の製造に、特に有用性が高い。
【００５４】
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。
【００５５】
【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。以下の反応式において、ｉ−Ｐｒはイソプロピル基を、ｔ−Ｂｕはｔ−ブチル基を、Ｂｚｌはベンジル基を、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。
【００５６】
実施例１
【００５７】
【化１１】
【００５８】
撹拌機、塩化カルシウム管、温度計および滴下漏斗を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、塩化アルミニウム１４．７部およびトルエン１００部を仕込み、氷冷しながら３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィド２３．５部を滴下した。室温で３０分撹拌した後、反応液を氷１５０部に加え、激しく撹拌した後、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、静置して分液した。水相に１２N塩酸を加えてpH２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１６．６部を得た。
融点：６２℃；
1H-NMR(CDCl3): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【００５９】
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９３％であった。
【００６０】
実施例２
【００６１】
【化１２】
【００６２】
塩化アルミニウムの代わりに臭化ホウ素２７．６部を用いたほかは実施例１と同様にして、無色針状結晶１５．２部を得た。
融点：６２℃；
1H-NMR(CDCl3): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【００６３】
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８５％であった。
【００６４】
実施例３
【００６５】
【化１３】
【００６６】
塩化アルミニウムの代わりに四塩化チタン２０．９部を用い、反応条件を室温で８時間としたほかは実施例１と同様にして、無色針状結晶１６．９部を得た。
融点：６２℃；
1H-NMR(CDCl3): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【００６７】
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９５％であった。
【００６８】
実施例４
【００６９】
【化１４】
【００７０】
塩化アルミニウムの量を０．２７部、トルエンの量を５０部とし、反応条件を室温で２時間としたほかは実施例１と同様にして、無色針状結晶１７．２部を得た。
融点：６２℃；
1H-NMR(CDCl3): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【００７１】
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９６％であった。
【００７２】
実施例５
【００７３】
【化１５】
【００７４】
３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの代わりに３，５−ジクロロフェニルベンジルスルフィド２６．９部を用い、反応条件を室温で３時間としたほかは実施例１と同様にして、無色針状結晶１６．３部を得た。
融点：６２℃；
1H-NMR(CDCl3): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【００７５】
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９１％であった。
【００７６】
実施例６
【００７７】
【化１６】
【００７８】
３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの代わりに３，５−ジクロロフェニルイソプロピルスルフィド２２．１部を用い、滴下終了後、加熱還流を１時間行ったほかは実施例１と同様にして、無色針状結晶１５．７部を得た。
融点：６２℃；
1H-NMR(CDCl3): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【００７９】
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８８％であった。
【００８０】
実施例７
【００８１】
【化１７】
【００８２】
３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの代わりに３−クロロフェニルｔ−ブチルスルフィド２０．１部を用い、反応条件を室温で５時間としたたほかは実施例１と同様の手順により、水相のpHを２に調整するまで行ったところ、油状物が析出した。これをジエチルエーテルで抽出した後、溶媒を減圧で留去し、ついで減圧蒸留により、沸点１１０℃／３０Torrの留分として、無色透明液体８．８部を得た。
1H-NMR(CDCl3): δ 7.25 (m, 1H), 7.12 (m, 3H), 3.48 (s, 1H).
【００８３】
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６１％であった。
【００８４】
実施例８
【００８５】
【化１８】
【００８６】
３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの代わりに４−ニトロフェニルｔ−ブチルスルフィド２１．１部を用いたほかは実施例１と同様にして、淡黄色針状結晶１３．５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).
【００８７】
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８７％であった。
【００８８】
実施例９
【００８９】
【化１９】
【００９０】
３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの代わりに３，５−ビス（ｔ−ブチルチオ）クロロベンゼン２８．８部を用い、塩化アルミニウムの量を１４．７部とし、反応条件を室温で８時間とし、後処理において添加する１０％水酸化ナトリウム水溶液の量を４００部としたほかは実施例１と同様にして、無色針状結晶１５．０部を得た。
融点：５５℃；
1H-NMR(CDCl3): δ 7.03 (s, 3H), 3.47 (s, 2H).
【００９１】
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８５％であった。
【００９２】
実施例１０
【００９３】
【化２０】
【００９４】
実施例１に用いたのと同様の反応器に、窒素雰囲気下で、塩化第二鉄１７．８部およびトルエン１００部を仕込み、氷冷しながら３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィド２３．５部を滴下した。室温で３０分撹拌した後、反応生成物を氷１５０部に加え、激しく撹拌した後、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、撹拌して再び静置し、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、トルエンを減圧で留去して、淡黄色液体を得た。これをメタノールで処理し、白色結晶１３．３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).
【００９５】
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７５％であった。
【００９６】
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１．３部を得た。
融点：６２℃；
1H-NMR(CDCl3): δ 7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【００９７】
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７％であった。
【００９８】
実施例１１
【００９９】
【化２１】
【０１００】
塩化第二鉄の代わりに四塩化スズ２８．７部を用い、３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの滴下後に系を加熱して、トルエンを還流しつつ反応を５６時間行ったほかは実施例１０と同様にして、有機相から白色結晶７．０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).
【０１０１】
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３９％であった。
【０１０２】
また、同様に水相から無色針状結晶６．３部を得た。
融点：６２℃；
1H-NMR(CDCl3): δ 7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【０１０３】
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３５％であった。
【０１０４】
実施例１２
【０１０５】
【化２２】
【０１０６】
第１工程
撹拌機、ジムロート冷却器、温度計および滴下漏斗を備えた反応器に、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部を加えて撹拌しつつゆっくり昇温し、８０℃で５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７５℃／０．４Torrの留分として、無色透明の液体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).
【０１０７】
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。
【０１０８】
第２工程
このようにして得られた３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィド２３．５部と四塩化チタン２０．９部を用いて、実施例３と同様にして、無色針状結晶１６．９部を得た。
融点：６２℃
1H-NMR(CDCl3): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【０１０９】
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９５％であった。
【０１１０】
実施例１３
【０１１１】
【化２３】
【０１１２】
第１工程
実施例１２の第１工程に用いた反応器に、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１４．５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、氷冷下に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。ついで水とトルエンを加えた以降は、実施例１２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).
【０１１３】
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。
【０１１４】
第２工程
このようにして得られた４−ニトロフェニルｔ−ブチルスルフィド２１．１部と塩化アルミニウム１４．７部を用い、実施例８と同様にして、淡黄色針状結晶１３．５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).
【０１１５】
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８７％であった。
【０１１６】
実施例１４
【０１１７】
【化２４】
【０１１８】
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、ｐ−ニトロ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部を加えて、１３０℃で３時間加熱した以外は実施例１３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).
【０１１９】
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。
【０１２０】
第２工程
このようにして得られた３，５−ビス（ｔ−ブチルチオ）クロロベンゼン２８．８部と塩化アルミニウム１４．７部を用い、実施例９と同様にして、無色針状結晶１５．０部を得た。
融点：５５℃；
1H-NMR(CDCl3): δ 7.03 (s, 3H), 3.47 (s, 2H).
【０１２１】
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８５％であった。
【０１２２】
実施例１５
【０１２３】
【化２５】
【０１２４】
第１工程
実施例１２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).
【０１２５】
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。
【０１２６】
第２工程
実施例１に用いた反応器に、窒素雰囲気下で、塩化アルミニウム４．０部とトルエン５００部を仕込み、氷冷しながら、第１工程で得た１，３，５−トリス（ｔ−ブチルチオ）ベンゼン３４．３部を滴下した。室温で５時間撹拌した後、反応生成物を氷１５０部に加えて、激しく撹拌した。静置し、分液して有機相をとり、１０％水酸化ナトリウム水溶液６００部を加えて撹拌した。静置し、分液して水相をとり、濃塩酸を加えてpHを２に調整すると、結晶が析出した。これをろ別して、無色針状結晶１６．９部を得た。
融点：５６〜５９℃；
1H-NMR(CDCl3): δ 6.94 (s, 3H), 3.41 (s, 3H).
【０１２７】
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９７％であった。
【０１２８】
実施例１６
【０１２９】
【化２６】
【０１３０】
実施例１に用いたのと同様の反応器に、実施例１で得られた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).
【０１３１】
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。
【発明の属する技術分野】
本発明は、芳香族チオエーテル類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。本発明はさらに、芳香族ハロゲン化合物から上記の芳香族チオエーテル類を経て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５】
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６】
【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ができない。
【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。なお、芳香族チオエーテル類から、ルイス酸との反応により炭化水素基を脱離させて芳香族チオール類を得る反応は、知られていない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、芳香環の炭素原子に置換基を有する芳香族チオエーテル類より、高純度の芳香族チオール類および芳香族ジスルフィド類を、優れた収率で得る方法を提供することである。本発明のもう一つの目的は、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、特定範囲の炭化水素基を有する芳香族チオエーテル類が、ルイス酸との反応により容易に該炭化水素基を脱離させうることを見出し、さらにこの反応を利用して、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ルイス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、一般式（IV）：
Ｙn−Ａｒ−（ＳＲ)m （IV）
〔式中、
Ａｒは、芳香族炭化水素残基を表し；
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；
Ｒは、１価の第二級もしくは第三級炭化水素基、または一般式：
−ＣＨ2−Ｒ1、−ＣＨ2−ＣＲ2＝Ｃ（Ｒ2)2もしくは−ＣＨ2−Ｃ≡ＣＲ3
（式中、Ｒ1は、１価の炭化水素基で置換されていてもよい１価の芳香環基を表し、Ｒ2は、たがいに同一でも異なっていてもよく、水素原子または１価の炭化水素基を表し；Ｒ3は、水素原子または１価の炭化水素基を表す）
で示される１価の第一級炭化水素基を表し；
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〕
で示される芳香族チオエーテル類を、
（Ｄ）ルイス酸
と反応させ、ついで加水分解する、一般式（Ｖ）：
Ｙn−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し；また、このような方法によって、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）：
Ｙn−Ａｒ−Ｓ−Ｓ−Ａｒ−Ｙn （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】
さらに、本発明は、（Ａ）一般式（Ｉ）：
Ｙn−Ａｒ−Ｘm （Ｉ）
（式中、
ＡｒおよびＹは、前述のとおりであり；
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；
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）：
ＲＳＭ （II）
（式中、Ｒは、前述のとおりであり、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）：
ＲＳＨ （III）
（式中、Ｒ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とを、
（Ｃ）非プロトン極性溶媒
の存在下に反応させて、一般式（IV）：
Ｙn−Ａｒ−（ＳＲ)m （IV）
（式中、Ｙ、ＡｒおよびＲ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エーテル類を製造し；
得られた該チオエーテル類を、上記と同様にして、一般式（Ｖ）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）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。
【００１９】
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。
【００２０】
本発明の製造方法は、代表的には、上記の反応により、一般式（IVａ）：
【化７】
【化８】
で示される（Ａ）芳香族ハロゲン化合物から、一般式（Ｖａ）：
【化９】
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１０】
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。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、芳香族ハロゲン化合物を出発原料とする方法について、順を追って説明するが、前述のように、本発明の方法は、たとえば芳香族第一アミンに亜硝酸ナトリウムおよび酸を反応させて芳香族ジアゾニウム塩とし、これにナトリウムヒドロカルビルメルカプチドを反応させた後、脱ジアゾ化して得られる芳香族チオエーテル類のような、他の方法で得られた芳香族チオエーテル類を出発原料として、第２工程以下を実施することをも包含する。
【００２２】
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。
【００２３】
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た少なくとも１個のＸを有する、炭素系芳香環化合物の誘導体である。
【００２４】
Ａｒは、芳香族炭化水素残基である。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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
（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との組合せである。（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。
【００３０】
（１）および（ａ）の分子中に含有され、硫黄原子に結合する１価の炭化水素基Ｒは、広い範囲から選択することができる。すなわち、Ｒとしては、イソプロピル、ｓ−ブチル、ｓ−ペンチル、ｓ−ヘキシル、ｓ−オクチル、ｓ−デシル、ｓ−ドデシル、１，４，４−トリメチルペンチルのような第二級アルキル基；イソブテニル、イソペンテニルのような第二級アルケニル基；１−フェニルエチル、ベンズヒドリルのような芳香環含有第二級炭化水素基などの１価の第二級炭化水素基；ならびに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、トリチルのような芳香環含有第三級炭化水素基などの１価の第三級炭化水素基を用いることができる。
【００３１】
さらに、Ｒとしては、一般式：
−ＣＨ2−Ｒ1、−ＣＨ2−ＣＲ2＝Ｃ（Ｒ2)2もしくは−ＣＨ2−Ｃ≡ＣＲ3
（式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は前述のとおりである）で示される、特定範囲の１価の炭化水素基を用いることができる。Ｒ1としては、フェニル、１−ナフチルのような１価の芳香環基；およびトリル、キシリル、４−ビフェニリルのような、該芳香環基がさらに１価の炭化水素基で置換された基が例示される。Ｒ2およびＲ3としては、それぞれ、水素原子のほか、メチル、エチル、プロピル、ブチルのようなアルキル基；ビニルのようなアルケニル基；フェニルのようなアリール基などが例示される。このような１価の第一級炭化水素基としては、ベンジル、１−ナフチルメチルのような、硫黄原子に結合するメチレン基に芳香環が結合した炭化水素基；およびアリル、２−ブテニル、シンナミル、プロパルギルのような、−２位と−３位の炭化水素基の間が不飽和結合である炭化水素基が例示される。これらのうち、（１）または（ａ）が容易に得られ、取扱いが容易で、広範囲のルイス酸との反応によって炭化水素基が容易に脱離しうることから、イソプロピル、ｔ−ブチル、ベンズヒドリルおよびベンジルが好ましく、ｔ−ブチルが特に好ましい。
【００３２】
（１）および（ｂ）の分子中に含有される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。
【００３３】
このような（１）としては、ナトリウムイソプロピルメルカプチド、ナトリウムｓ−ブチルメルカプチド、ナトリウムｓ−ヘキシルメルカプチド、ナトリウムｓ−オクチルメルカプチド、ナトリウムｓ−ドデシルメルカプチド、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；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；ナトリウムアリルメルカプチド、ナトリウムベンジルメルカプチドのような第一級ヒドロカルビルメルカプチドナトリウム塩；ならびにこれら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。
【００３４】
（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、イソブチルメルカプタン、ｔ−ブチルメルカプタン、ベンズヒドリルメルカプタンおよびベンジルメルカプタンが好ましい。
【００３５】
（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、およびこれらに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。
【００３６】
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。
【００３７】
（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。
【００３８】
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。
【００３９】
（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。
【００４０】
（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。
【００４１】
（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。
【００４２】
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ルイス酸と反応させ、ついで加水分解することにより、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。
【００４３】
本発明において、ルイス酸とは、その錯体を包含する概念として定義される。（Ｄ）ルイス酸としては、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ素、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、四塩化チタン、塩化第二鉄、四塩化スズ、五塩化アンチモンのようなハロゲン化物；および三フッ化ホウ素−ジエチルエーテル錯体のようなその錯体が例示され、取扱いが容易で活性が高いことから、臭化ホウ素、塩化アルミニウム、四塩化チタンおよび塩化第二鉄が好ましく、芳香族チオール類を純度よく得るためには、後述の酸化作用のないものがより好ましく、塩化アルミニウムおよび四塩化チタンが特に好ましい。
【００４４】
（Ｄ）ルイス酸の使用量は、芳香族チオエーテル類の種類、すなわち、Ｙ、Ｒ、ｍおよびｎ、ならびにルイス酸の種類によっても異なるが、触媒量から、芳香族チオエーテル類に対して過剰量まで任意に選択できる。すなわち、ルイス酸の量は、芳香族チオエーテル類から脱離させる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０．０１〜３モル、好ましくは０．０２〜１．１モルの範囲であり、ｎが大きいほど、またｍが小さいほど、少量のルイス酸の存在で反応は進行する。経済性および残存する酸の除去が容易なことから、ルイス酸の量は、上記の基準で０．０２〜０．１モルの触媒量であることがさらに好ましい。
【００４５】
芳香族チオエーテル類とルイス酸との反応は、それらの酸の強さに応じて、室温以下から２００℃までの温度を適宜選択して行うことができ、室温〜１５０℃が好ましい。また反応溶媒として、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、二塩化エチレンのようなハロゲン化炭化水素類；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が用いられる。ルイス酸として三フッ化ホウ素、三臭化ホウ素、塩化アルミニウム、四塩化チタン、塩化第二鉄などを用いる場合は、上記の溶媒類の存在下に室温で反応させることが好ましい。
【００４６】
ついで、反応生成物を水中に投ずることにより、該反応生成物を加水分解して、芳香族チオール類を生成する。加水分解反応は短時間で進行し、発熱を伴うので、水として、過剰の冷水および／または氷を用いることが好ましい。
【００４７】
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。
【００４８】
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、また第３工程として、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。
【００４９】
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、五塩化アンチモン、四塩化スズ、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。
【００５０】
塩化第二鉄、四塩化スズ、五塩化アンチモンのような一部のルイス酸は、前述のように、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、上記の反応性を有し、また酸化剤としても機能するルイス酸を用い、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、芳香族チオール類を単離することなく１段階で行うことができる。このような芳香族チオエーテル類から１段階の芳香族ジスルフィド類の合成に用いるルイス酸としては、酸化力が強いことから、塩化第二鉄が好ましい。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によって、芳香環に置換基を有する芳香族チオエーテル類より、芳香族チオール類および芳香族ジスルフィド類を、優れた収率と高い純度で得ることができる。
【００５２】
本発明においては、ルイス酸を用いるフリーデルクラフツ反応からは予期しえなかったことに、触媒量のルイス酸の存在下で反応が進行する。このことは、残存する酸の除去を容易にして、工業的にきわめて有利である。
【００５３】
また、上記の知見により、置換基を有する芳香族ハロゲン化合物から、芳香族チオエーテル類を経て、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それから誘導されるジスルフィド類の製造に、特に有用性が高い。
【００５４】
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。
【００５５】
【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。以下の反応式において、ｉ−Ｐｒはイソプロピル基を、ｔ−Ｂｕはｔ−ブチル基を、Ｂｚｌはベンジル基を、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。
【００５６】
実施例１
【００５７】
【化１１】
撹拌機、塩化カルシウム管、温度計および滴下漏斗を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、塩化アルミニウム１４．７部およびトルエン１００部を仕込み、氷冷しながら３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィド２３．５部を滴下した。室温で３０分撹拌した後、反応液を氷１５０部に加え、激しく撹拌した後、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、静置して分液した。水相に１２N塩酸を加えてpH２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１６．６部を得た。
融点：６２℃；
1H-NMR(CDCl3): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【００５９】
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９３％であった。
【００６０】
実施例２
【００６１】
【化１２】
塩化アルミニウムの代わりに臭化ホウ素２７．６部を用いたほかは実施例１と同様にして、無色針状結晶１５．２部を得た。
融点：６２℃；
1H-NMR(CDCl3): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【００６３】
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８５％であった。
【００６４】
実施例３
【００６５】
【化１３】
塩化アルミニウムの代わりに四塩化チタン２０．９部を用い、反応条件を室温で８時間としたほかは実施例１と同様にして、無色針状結晶１６．９部を得た。
融点：６２℃；
1H-NMR(CDCl3): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【００６７】
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９５％であった。
【００６８】
実施例４
【００６９】
【化１４】
塩化アルミニウムの量を０．２７部、トルエンの量を５０部とし、反応条件を室温で２時間としたほかは実施例１と同様にして、無色針状結晶１７．２部を得た。
融点：６２℃；
1H-NMR(CDCl3): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【００７１】
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９６％であった。
【００７２】
実施例５
【００７３】
【化１５】
３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの代わりに３，５−ジクロロフェニルベンジルスルフィド２６．９部を用い、反応条件を室温で３時間としたほかは実施例１と同様にして、無色針状結晶１６．３部を得た。
融点：６２℃；
1H-NMR(CDCl3): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【００７５】
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９１％であった。
【００７６】
実施例６
【００７７】
【化１６】
３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの代わりに３，５−ジクロロフェニルイソプロピルスルフィド２２．１部を用い、滴下終了後、加熱還流を１時間行ったほかは実施例１と同様にして、無色針状結晶１５．７部を得た。
融点：６２℃；
1H-NMR(CDCl3): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【００７９】
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８８％であった。
【００８０】
実施例７
【００８１】
【化１７】
３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの代わりに３−クロロフェニルｔ−ブチルスルフィド２０．１部を用い、反応条件を室温で５時間としたたほかは実施例１と同様の手順により、水相のpHを２に調整するまで行ったところ、油状物が析出した。これをジエチルエーテルで抽出した後、溶媒を減圧で留去し、ついで減圧蒸留により、沸点１１０℃／３０Torrの留分として、無色透明液体８．８部を得た。
1H-NMR(CDCl3): δ 7.25 (m, 1H), 7.12 (m, 3H), 3.48 (s, 1H).
【００８３】
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６１％であった。
【００８４】
実施例８
【００８５】
【化１８】
３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの代わりに４−ニトロフェニルｔ−ブチルスルフィド２１．１部を用いたほかは実施例１と同様にして、淡黄色針状結晶１３．５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).
【００８７】
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８７％であった。
【００８８】
実施例９
【００８９】
【化１９】
３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの代わりに３，５−ビス（ｔ−ブチルチオ）クロロベンゼン２８．８部を用い、塩化アルミニウムの量を１４．７部とし、反応条件を室温で８時間とし、後処理において添加する１０％水酸化ナトリウム水溶液の量を４００部としたほかは実施例１と同様にして、無色針状結晶１５．０部を得た。
融点：５５℃；
1H-NMR(CDCl3): δ 7.03 (s, 3H), 3.47 (s, 2H).
【００９１】
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８５％であった。
【００９２】
実施例１０
【００９３】
【化２０】
実施例１に用いたのと同様の反応器に、窒素雰囲気下で、塩化第二鉄１７．８部およびトルエン１００部を仕込み、氷冷しながら３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィド２３．５部を滴下した。室温で３０分撹拌した後、反応生成物を氷１５０部に加え、激しく撹拌した後、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、撹拌して再び静置し、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、トルエンを減圧で留去して、淡黄色液体を得た。これをメタノールで処理し、白色結晶１３．３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).
【００９５】
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７５％であった。
【００９６】
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１．３部を得た。
融点：６２℃；
1H-NMR(CDCl3): δ 7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【００９７】
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７％であった。
【００９８】
実施例１１
【００９９】
【化２１】
塩化第二鉄の代わりに四塩化スズ２８．７部を用い、３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィドの滴下後に系を加熱して、トルエンを還流しつつ反応を５６時間行ったほかは実施例１０と同様にして、有機相から白色結晶７．０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).
【０１０１】
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３９％であった。
【０１０２】
また、同様に水相から無色針状結晶６．３部を得た。
融点：６２℃；
1H-NMR(CDCl3): δ 7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【０１０３】
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３５％であった。
【０１０４】
実施例１２
【０１０５】
【化２２】
第１工程
撹拌機、ジムロート冷却器、温度計および滴下漏斗を備えた反応器に、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部を加えて撹拌しつつゆっくり昇温し、８０℃で５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７５℃／０．４Torrの留分として、無色透明の液体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).
【０１０７】
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。
【０１０８】
第２工程
このようにして得られた３，５−ジクロロフェニルｔ−ブチルスルフィド２３．５部と四塩化チタン２０．９部を用いて、実施例３と同様にして、無色針状結晶１６．９部を得た。
融点：６２℃
1H-NMR(CDCl3): δ7.15 (s, 3H), 3.55 (s, 1H).
【０１０９】
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９５％であった。
【０１１０】
実施例１３
【０１１１】
【化２３】
第１工程
実施例１２の第１工程に用いた反応器に、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１４．５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、氷冷下に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。ついで水とトルエンを加えた以降は、実施例１２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).
【０１１３】
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。
【０１１４】
第２工程
このようにして得られた４−ニトロフェニルｔ−ブチルスルフィド２１．１部と塩化アルミニウム１４．７部を用い、実施例８と同様にして、淡黄色針状結晶１３．５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).
【０１１５】
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８７％であった。
【０１１６】
実施例１４
【０１１７】
【化２４】
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、ｐ−ニトロ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部を加えて、１３０℃で３時間加熱した以外は実施例１３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).
【０１１９】
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。
【０１２０】
第２工程
このようにして得られた３，５−ビス（ｔ−ブチルチオ）クロロベンゼン２８．８部と塩化アルミニウム１４．７部を用い、実施例９と同様にして、無色針状結晶１５．０部を得た。
融点：５５℃；
1H-NMR(CDCl3): δ 7.03 (s, 3H), 3.47 (s, 2H).
【０１２１】
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８５％であった。
【０１２２】
実施例１５
【０１２３】
【化２５】
第１工程
実施例１２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).
【０１２５】
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。
【０１２６】
第２工程
実施例１に用いた反応器に、窒素雰囲気下で、塩化アルミニウム４．０部とトルエン５００部を仕込み、氷冷しながら、第１工程で得た１，３，５−トリス（ｔ−ブチルチオ）ベンゼン３４．３部を滴下した。室温で５時間撹拌した後、反応生成物を氷１５０部に加えて、激しく撹拌した。静置し、分液して有機相をとり、１０％水酸化ナトリウム水溶液６００部を加えて撹拌した。静置し、分液して水相をとり、濃塩酸を加えてpHを２に調整すると、結晶が析出した。これをろ別して、無色針状結晶１６．９部を得た。
融点：５６〜５９℃；
1H-NMR(CDCl3): δ 6.94 (s, 3H), 3.41 (s, 3H).
【０１２７】
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９７％であった。
【０１２８】
実施例１６
【０１２９】
【化２６】
実施例１に用いたのと同様の反応器に、実施例１で得られた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).
【０１３１】
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。
Claims (14)
- 一般式（IV）：
Ｙn−Ａｒ−（ＳＲ)m （IV）
〔式中、
Ａｒは、芳香族炭化水素残基を表し；
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；
Ｒは、１価の第二級もしくは第三級炭化水素基、または一般式：
−ＣＨ2−Ｒ1、−ＣＨ2−ＣＲ2＝Ｃ（Ｒ2)2もしくは−ＣＨ2−Ｃ≡ＣＲ3
（式中、Ｒ1は、１価の炭化水素基で置換されていてもよい１価の芳香環基を表し、Ｒ2は、たがいに同一でも異なっていてもよく、水素原子または１価の炭化水素基を表し；Ｒ3は、水素原子または１価の炭化水素基を表す）
で示される１価の第一級炭化水素基を表し；
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〕
で示される芳香族チオエーテル類を、
（Ｄ）ルイス酸
と反応させ、ついで加水分解する、一般式（Ｖ）：
Ｙn−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。 - 一般式（IVａ）：
で示される芳香族チオエーテル類から、一般式（Ｖａ）：
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。 - Ｙが、塩素原子である、請求項１または２記載の方法。
- ｎが、２である、請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
- ｍが、１である、請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
- ルイス酸を、芳香族チオエーテル類１モルに対して０．０１〜３モル用いる、請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。
- ルイス酸を、芳香族チオエーテル類１モルに対して０．０２〜０．１モル用いる、請求項６記載の方法。
- 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）：
Ｙn−Ａｒ−Ｓ−Ｓ−Ａｒ−Ｙn （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。 - （Ｄ）ルイス酸として塩化第二鉄を用いて、一般式（Ｖ）で示される芳香族チオール類を製造し、これを単離することなく、該芳香族チオール類を酸化して、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記載の方法。
- （Ａ）一般式（Ｉ）：
Ｙn−Ａｒ−Ｘm （Ｉ）
（式中、
ＡｒおよびＹは、前述のとおりであり；
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；
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）：
ＲＳＭ （II）
（式中、Ｒは、前述のとおりであり、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）：
ＲＳＨ （III）
（式中、Ｒ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とを、
（Ｃ）非プロトン極性溶媒
の存在下に反応させて、一般式（IV）：
Ｙn−Ａｒ−（ＳＲ)m （IV）
（式中、Ｙ、ＡｒおよびＲは、前述のとおりであり；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）ルイス酸
と反応させ、ついで加水分解する、一般式（Ｖ）：
Ｙn−Ａｒ−（ＳＨ)m （Ｖ）
（式中、ＹおよびＡｒ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。 - 一般式（Ｉａ）：
で示される芳香族ハロゲン化合物から、一般式（Ｖａ）：
で示される芳香族チオール類を製造する、請求項１０記載の方法。 - Ｘが、塩素原子である、請求項１０または１１記載の方法。
- 前記（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１０〜１２のいずれか１項記載の方法。
- 請求項１０〜１３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、芳香族ジスルフィド類（VI）：
Ｙn−Ａｒ−Ｓ−Ｓ−Ａｒ−Ｙn （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）
を製造する方法。
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