JP6239458B2

JP6239458B2 - ２−（ベンジルスルフィニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルの製造方法

Info

Publication number: JP6239458B2
Application number: JP2014148580A
Authority: JP
Inventors: 俊史野▲崎▼; 小松　史宜; 史宜小松
Original assignee: Nippon Soda Co Ltd
Current assignee: Nippon Soda Co Ltd
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2034-07-22
Also published as: JP2016023161A

Description

本発明は、２−（ベンジルスルフィニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルの製造方法に関する。

２−（ベンジルスルフィニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルは抗菌剤の原料として用いられている（特許文献１または２）。２−（ベンジルスルフィニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルの製造方法が特許文献１または２に記載されている。この方法では、ベンジルスルフィニル基を導入する反応の際にチオエステル体が副生しやすいため収率が低い。

特開平０３−１２０２５０号公報ＥＰ０４１９０７４Ａ１

本発明の課題は、副生成物を低減して、２−（ベンジルスルフィニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルを高収率で製造する方法を提供することである。

上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、以下の形態を包含する本発明を完成するに至った。

〔１〕（２−オキソ−シクロアルカン）−１−カルボン酸エステル１モル部に、温度−５℃〜１５℃にてフェニルメタンチオール１〜１．５モル部を０．５〜１０時間かけて添加して、２−（ベンジルスルファニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルを得、
次いで、２−（ベンジルスルファニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステル１モル部に、温度５０℃〜８０℃にて過酸化水素水１〜３モル部を５〜１０時間かけて添加することを含む、
２−（ベンジルスルフィニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルの製造方法。

〔２〕フェニルメタンチオール添加時の温度が０℃〜１０℃である〔１〕に記載の製造方法。
〔３〕過酸化水素水添加時の温度が６０℃〜６５℃である〔１〕または〔２〕に記載の製造方法。

本発明の方法によれば、副生成物が少なく、２−（ベンジルスルフィニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルを高収率で製造することができる。

本発明に係る２−（ベンジルスルフィニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルの製造方法は、（２−オキソ−シクロアルカン）−１−カルボン酸エステル１モル部に、温度−５℃〜＋１５℃にてフェニルメタンチオール１〜１．５モル部を０．５〜１０時間かけて添加して、２−（ベンジルスルファニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルを得、
次いで、２−（ベンジルスルファニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステル１モル部に、温度＋５０℃〜＋８０℃にて過酸化水素水１〜３モル部を５〜１０時間かけて添加することを含むものである。

本発明の反応原料である（２−オキソ−シクロアルカン）−１−カルボン酸エステルは、例えば、式（１）で表される化合物である。

式（１）中、Ｒは、特に制限されないが、通常、無置換の若しくは置換基を有するアルキル基または無置換の若しくは置換基を有するアリール基、好ましくは無置換の若しくは置換基を有するアルキル基である。ｎは括弧内のメチレン基の繰り返し数を示し、通常、１〜７、好ましくは３〜５である。

本発明の製造方法では、先ず、（２−オキソ−シクロアルカン）−１−カルボン酸エステルとフェニルメタンチオールとを反応させる。この反応は、溶媒中にて行うことができる。溶媒は、（２−オキソ−シクロアルカン）−１−カルボン酸エステルとフェニルメタンチオールとを溶解でき、且つ以下に述べる酸と反応しないものであれば特に限定されない。溶媒としては、例えば、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、メタノール、エタノール、酢酸エチル、ギ酸、酢酸、プロピオン酸などが挙げられる。溶媒の使用量は、（２−オキソ−シクロアルカン）−１−カルボン酸エステル１モルに対して、好ましくは５０〜１０００ｍＬ、より好ましくは１００〜３００ｍＬである。

（２−オキソ−シクロアルカン）−１−カルボン酸エステルとフェニルメタンチオールとの反応を促進させるために酸を反応系に存在させることができる。酸としては、硫酸、有機スルホン酸、ハロゲン化水素、リン酸などが挙げられる。酸の使用量は、酸によって供給できるプロトンの量で設定する。係るプロトンの量は、（２−オキソ−シクロアルカン）−１−カルボン酸エステル１モル部に対して、好ましくは０．１〜１．０モル部、より好ましくは０．３〜０．７モル部である。

（２−オキソ−シクロアルカン）−１−カルボン酸エステルとフェニルメタンチオールとの反応は、通常、−５℃〜＋１５℃、好ましくは０℃〜＋１０℃で行う。
また、フェニルメタンチオールは反応系に長い時間をかけて徐々に添加する。具体的に、（２−オキソ−シクロアルカン）−１−カルボン酸エステル１モル部に対して、１〜１．５モル部のフェニルメタンチオールを、好ましくは１．０１〜１．０５モル部のフェニルメタンチオールを、通常、０．５〜１０時間、好ましくは２〜６時間かけて、添加する。このように低温度で長い時間をかけてフェニルメタンチオールを添加すると、２−（ベンジルスルファニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステル（例えば、式（２）で表される化合物）の収率が高くなる。

式（２）中、Ｒおよびｎは、式（１）中のそれらを引き継いだものである。

フェニルメタンチオールの添加終了後、反応が完了するまで、すなわち転化率が変動しなくなるまで撹拌する。該撹拌時において、反応系の温度は、通常、−５℃〜＋１５℃、好ましくは０℃〜＋１０℃に維持する。撹拌時間は、反応規模、反応装置などによって異なるが、通常、２〜６時間である。

上記反応で得られる２−（ベンジルスルファニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルは、次の工程で使用するために、反応液から公知の方法で単離してなる精製品にしてもよいし、反応液に含まれたままの粗製品であってもよい。

次に、上記反応で得られる２−（ベンジルスルファニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルに過酸化水素水を作用させて酸化反応させる。
この酸化反応は、溶媒中にて行うことができる。溶媒として、例えば、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、メタノール、エタノール、酢酸エチル、ギ酸、酢酸、プロピオン酸などが挙げられる。

該酸化反応は、酸性の液中で行うことが好ましい。酸化反応時のｐＨは、好ましくは２〜７、より好ましくは２〜３である。ｐＨの調整は、塩酸などの酸、水酸化ナトリウムなどの塩基を用いて行う。酸化反応時の温度は、通常、５０〜８０℃、好ましくは６０〜６５℃である。

過酸化水素水は反応系に長い時間をかけて徐々に添加する。具体的に、２−（ベンジルスルファニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステル１モル部に対して、１〜３モル部の過酸化水素水を、好ましくは１．０〜１．７モル部の過酸化水素水を、通常、５〜１０時間、好ましくは５〜７時間かけて、添加する。このように長い時間をかけて過酸化水素水を添加すると、２−（ベンジルスルフィニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステル（例えば、式（３）で表される化合物）の収率が高くなる。

過酸化水素水の添加終了後、反応が完了するまで、すなわち転化率が変動しなくなるまで撹拌する。該撹拌時において、反応系の温度は、通常、５０〜８０℃、好ましくは６０〜６５℃に維持する。撹拌時間は、反応規模、反応装置などによって異なるが、通常、２〜６時間である。

式（３）中、Ｒおよびｎは、式（１）中のそれらを引き継いだものである。

上記反応で得られる２−（ベンジルスルフィニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルは、次の工程、例えば、殺菌剤の製造工程で使用するために、反応液から公知の方法で単離してなる精製品にしてもよいし、反応液に含まれたままの粗製品であってもよい。単離方法は特に制限されない。２−（ベンジルスルフィニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルの単離方法として、例えば、水酸化ナトリウム水溶液を添加してｐＨを７前後に調整した後、ろ過などによって固液分離する方法が挙げられる。

以下、実施例で本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１

１０００ｍＬ四口フラスコに酢酸１１５ｍＬ、濃硫酸１９．６ｇ（０．２００ｍｏｌ）、およびメチル２−オキソ−シクロペンタンカルボキシレート１４２ｇ（１．００ｍｏｌ）を加えた。次に、７℃に冷却し、内容物を撹拌しながら、容器内にフェニルメタンチオール１２８ｇ（１．０３ｍｏｌ）を４時間かけて滴下した。滴下終了後、容器内の温度を７〜１０℃に維持しながらさらに４時間撹拌した。メチル２−（ベンジルスルファニル）シクロペンタン−１−エン−１−カルボキシレートを含む懸濁液が得られた。
得られた懸濁液に４９％水酸化ナトリウム水溶液３３．４ｇ（０．４０９ｍｏｌ）を２０〜３０℃で加えてｐＨを２とした。その後、３５％過酸化水素水１４６ｇ（１．５０ｍｏｌ）を６０〜６５℃で５時間かけて滴下した。滴下終了後、６０〜６５℃に維持しながらさらに３時間撹拌した。

これに、水２５０ｍＬを加え、３０℃に冷却し、次いで４９％水酸化ナトリウム水溶液１６１ｇ（１．９７ｍｏｌ）を加えてｐＨを７にした。固形分を濾過で取り出し、水５０ｍＬで洗浄し、次いで乾燥させた。メチル２−（ベンジルスルフィニル）シクロペンタン−１−エン−１−カルボキシレートを含む乾燥品２５９ｇ（有姿収率９８％）を得た。得られた乾燥品をＨＰＬＣ分析したところ、メチル２−（ベンジルスルフィニル）シクロペンタン−１−エン−１−カルボキシレート、およびメチル２−（ベンジルスルファニル）シクロペンタン−１−エン−１−カルボキシレートの面積比がそれぞれ９２．３％、および０．３％であった。

比較例１
２００ｍＬ四口フラスコに酢酸１２ｍＬ、濃硫酸３．５０ｇ（０．０３６ｍｏｌ）、およびメチル２−オキソ−シクロペンタンカルボキシレート１４．２ｇ（０．１０ｍｏｌ）を加えた。次に、２０〜２５℃で内容物を撹拌しながら、容器内にフェニルメタンチオール１２．４ｇ（０．１０ｍｏｌ）を５分間かけて滴下した。滴下終了後、容器内の温度を２０〜２５℃に維持しながらさらに２時間撹拌した。
得られた懸濁液に４７％水酸化ナトリウム水溶液５．９７ｇ（０．０７０ｍｏｌ）を２０〜２５℃で加えた。その後、３０％過酸化水素水１４．７ｇ（０．１３ｍｏｌ）を６０〜６５℃で５分間かけて滴下した。滴下終了後、６０〜６５℃に維持しながらさらに５時間撹拌した。

これに、水５５ｍＬを加え、２０〜２５℃に冷却し、次いで４７％水酸化ナトリウム水溶液１７．７ｇ（０．２１ｍｏｌ）を加えてｐＨを７にした。０〜５℃まで冷却し、析出した固体を濾過で取り出し、水７５ｍＬで洗浄し、乾燥させた。メチル２−（ベンジルスルフィニル）シクロペンタン−１−エン−１−カルボキシレートを含む乾燥品２２．４ｇ（有姿収率８５％）を得た。
得られた乾燥品をＨＰＬＣ分析したところ、メチル２−（ベンジルスルフィニル）シクロペンタン−１−エン−１−カルボキシレートの面積比が９８．５％であった。

以上のとおり、本発明に従って、フェニルメタンチオールを低温度で長い時間をかけて添加しながら反応させ、且つ過酸化水素水を長い時間をかけて添加しながら反応させる（実施例）と、高収率で２−（ベンジルスルフィニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルを得ることができる。

Claims

（２−オキソ−シクロアルカン）−１−カルボン酸エステル１モル部に、温度−５℃〜１５℃にてフェニルメタンチオール１〜１．５モル部を０．５〜１０時間かけて添加して、２−（ベンジルスルファニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルを得、
次いで、２−（ベンジルスルファニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステル１モル部に、温度５０℃〜８０℃にて過酸化水素水１〜３モル部を５〜１０時間かけて添加することを含む、
２−（ベンジルスルフィニル）−１−シクロアルケン−１−カルボン酸エステルの製造方法。
フェニルメタンチオール添加時の温度が０℃〜１０℃である請求項１に記載の製造方法。
過酸化水素水添加時の温度が６０℃〜６５℃である請求項１または２に記載の製造方法。