使用醚化合物的异噻唑化合物的制造方法与流程

文档序号:12284289阅读:247来源:国知局

本发明涉及异噻唑化合物的制造方法。异噻唑化合物由于其异噻唑的结构,例如作为各种有机化合物(例如,医药和农药等的生理活性的有机化合物、和功能性色素、电子材料等)的合成中间体是有用的。



背景技术:

如上所述,异噻唑化合物作为医药中间体和农药中间体、功能性色素、电子材料等的中间体被众所周知的。因此,如非专利文献1和2所示,迄今为止,关于异噻唑化合物的制造方法,进行了各种讨论。

在异噻唑化合物中,可容易变更官能团的3,4-二氯-5-氰基异噻唑已知作为医药中间体和农药中间体。另外,如专利文献4和5所公开的,该化合物在实际中作为农药的重要中间体使用。

但是,在非专利文献1和2所述的制造方法中,制造作为农药的重要中间体有用的3,4-二氯-5-氰基异噻唑是困难的。

即,以往,作为制造3,4-二氯-5-氰基异噻唑的方法,已知有使用二硫化碳(CS2)、氰化钠(NaCN)和氯(Cl2)的方法(参照专利文献1)。但是,该方法存在在所用的原料中使用作为特殊引火物的二硫化碳的缺点。而且,该方法还存在使用作为毒物的氰化钠的缺点。进而,在该方法中,一边加热,一边向含有N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂的反应器中引入氯。但是,同时使用N,N-二甲基甲酰胺和氯时,存在反应的失控发展或爆炸的可能性,这是本领域技术人员熟知的。由于这些理由,认为该方法的实施需要用于维持安全的细心的注意和充分的对策。除此以外,如上所述,由于根据情况有可能发生反应的失控发展和爆炸,该方法可能无法保障生产厂的安全性。即,由于存在安全性的欠缺的担心,同时使用N,N-二甲基甲酰胺和氯的该方法在工业生产上不优选。

作为制造3,4-二氯-5-氰基异噻唑的其他方法,已知有使用三氯乙腈和硫的方法(参照专利文献2)。但是,在该方法中,如实施例所述,存在必须在200~300℃的高温下反应的缺点。另外,在该方法中,存在必须使用三氯乙腈这样的特殊原料的缺点。

进而,已知有使用二氯富马腈和硫的方法(参照专利文献3)。但是,该方法也存在在实施例中必须在230~300℃的高温下反应的缺点。另外,该方法还存在必须使用二氯富马腈这样的特殊原料的缺点。

作为另外其他的制造方法,已知有使富马腈、马来腈或它们的氯取代物、或它们的混合物在非质子性极性溶剂中与氯化硫反应的方法(参照专利文献6)。该方法中使用的富马腈、马来腈和它们的氯取代物或它们的混合物可由琥珀腈制造(参照专利文献6的实施例7和8)。但是,在从琥珀腈起需要2个工序的方面考虑,期望进一步改善专利文献6所述的制造方法。

除此以外,认为富马腈、马来腈或它们的氯取代物具有工业上有意义的升华性。具有升华性的化合物一般来说有可能因为其升华而导致回流冷凝器或工厂中的管道的闭塞。因此,专利文献6所述的方法存在以下难点:在工业化实施的操作中有可能需要注意和对策。

此外,该方法需要N,N-二甲基甲酰胺等非质子性极性溶剂。而且由于使用水进行后处理,非质子性极性溶剂的再利用伴随着困难。因此存在以下难点:所使用的非质子性极性溶剂成为废弃物的一部的可能性高。除此以外,在该方法中,有同时使用N,N-二甲基甲酰胺和作为氯化合物的氯化硫的例子。因此,鉴于在任何情况下均具备,该方法有可能需要注意和对策。因此,该方法还存在改善的余地。

另一方面,作为3,4-二氯-5-氰基异噻唑的制造方法,已知有使用琥珀腈、硫和氯的方法(参照专利文献7)。但是,该方法也必须以N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂。即,由于同时使用N,N-二甲基甲酰胺和氯,有可能产生反应的失控发展和爆炸。根据该理由,认为该方法的实施也需要用于维持安全的细心的注意和充分的对策。除此以外,如上所述,根据情况,有可能引起反应的失控发展和爆炸,因此该方法可能无法保证生产工厂的安全性。即,由于存在安全性欠缺的可能,同时使用N,N-二甲基甲酰胺和氯的该方法在工业生产上不优选。

此外,在专利文献7所述的方法中,以N,N-二甲基甲酰胺等非质子性极性溶剂为必须。而且由于使用水进行后处理,非质子性极性溶剂的再利用伴随着困难。因此,存在以下难点:所使用的非质子性极性溶剂成为废弃物的一部分的可能性高。即,该方法还存在改善的余地。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:美国专利3341547号说明书

专利文献2:DE2231097(DT2231097)号公报

专利文献3:DE2231098(DT2231098)号公报

专利文献4:日本特开平5-59024号公报

专利文献5:日本专利第4088036号

专利文献6:国际公开第2010/126170号公报

专利文献7:日本特开2010-260805号公报

非专利文献

非专利文献1:Tetrahedron Lett.,No.42,1970,pp.3719-3722

非专利文献2:Chem.Commun.,2002,pp.1872-1873



技术实现要素:

发明要解决的课题

本发明的目的在于,通过避免同时使用N,N-二甲基甲酰胺等非质子性极性溶剂和氯,提供异噻唑化合物、特别是3,4-二氯-5-氰基异噻唑的更安全的工业化制造方法。

本发明的另一目的在于,由于不使用成为废弃物的一部分的可能性高的N,N-二甲基甲酰胺等非质子性极性溶剂,提供经济上优选的、异噻唑化合物、特别是3,4-二氯-5-氰基异噻唑的制造方法。

本发明的再一目的在于,提供基本上不使用可能需要注意和对策的原料和特殊的原料的异噻唑化合物、特别是3,4-二氯-5-氰基异噻唑的制造方法。可能需要注意和对策的原料的例子为作为氢氰酸气体和氰离子的来源的毒性极高的无机氰化物。另外,可能需要注意和对策的原料的其他例子为特殊引火物。另外,可能需要注意和对策的原料的再一例子为具有工业上有意义的升华性的有机化合物。

本发明的再一其他目的在于,通过简便的操作提供适于工业化的异噻唑化合物、特别是3,4-二氯-5-氰基异噻唑的制造方法。

例如,为了制造3,4-二氯-5-氰基异噻唑,上述专利文献6所述的制造方法需要从琥珀腈起的2个工序,而提供通过从琥珀腈起仅1个工序,例如可以简便地制造3,4-二氯-5-氰基异噻唑的方法是本发明的目的之一。

总之,本发明的目的在于提供异噻唑化合物、特别是3,4-二氯-5-氰基异噻唑的工业上优选的制造方法。

解决课题的手段

鉴于上述这样的情况,本发明人对制造后述通式(3)表示的异噻唑化合物的方法进行了深入研究。其结果,本发明人意外地发现,在后述通式(7)表示的醚化合物的存在下,在70℃以上向后述通式(1)表示的腈化合物和硫中引入后述通式(2)表示的卤素,进行腈化合物、硫和卤素之间的反应,由此可以制造后述通式(3)表示的异噻唑化合物。特别是,本发明人意外地发现,在后述通式(7)表示的醚化合物的存在下,在70℃以上,向后述式(4)表示的琥珀腈和硫中引入后述式(5)表示的氯,进行琥珀腈、硫和氯之间的反应,由此可以制造后述式(6)表示的3,4-二氯-5-氰基异噻唑。基于这些发现,本发明人至此完成了本发明。即,本发明如下所述。

[1]通式(3)表示的异噻唑化合物的制造方法,

[化4]

(式中,R和X是如下述所定义的。)

其特征在于,

在通式(7)表示的醚化合物的存在下,在70℃以上,向通式(1)表示的腈化合物和硫中引入通式(2)表示的卤素,进行腈化合物、硫和卤素的反应,

[化1]

R1-O-R2 (7)

(式中,R1和R2相同或不同,分别表示烷基或环烷基。)

[化2]

(式中,R表示氰基、羧基或烷氧基羰基。)

[化3]

X2 (2)

(式中,X表示氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。)

[2]上述[1]所述的制造方法,其中,在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中的卤素的引入在90℃以上进行。

[3]上述[1]所述的制造方法,其中,在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中的卤素的引入在70~180℃范围的温度下进行。

[4]上述[1]所述的制造方法,其中,在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中的卤素的引入在90~150℃范围的温度下进行。

[5]上述[1]~[4]任一项所述的制造方法,其中,在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中的卤素的引入进行15小时以上。

[6]上述[1]~[4]任一项所述的制造方法,其中,在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中的卤素的引入在15~75小时的时间范围内进行。

[7]上述[1]~[4]任一项所述的制造方法,其中,在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中的卤素的引入在15~50小时的时间范围内进行。

[8]上述[1]~[4]任一项所述的制造方法,其中,在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中的卤素的引入在15~30小时的时间范围内进行。

[9]上述[1]~[4]任一项所述的制造方法,其中,在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中的卤素的引入进行10小时以上。

[10]上述[1]~[4]任一项所述的制造方法,其中,在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中的卤素的引入在10~75小时的时间范围内进行。

[11]上述[1]~[4]任一项所述的制造方法,其中,在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中的卤素的引入在10~50小时的时间范围内进行。

[12]上述[1]~[4]任一项所述的制造方法,其中,在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中的卤素的引入在10~30小时的时间范围内进行。

[13]上述[1]~[4]任一项所述的制造方法,其中,在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中的卤素的引入在0.1秒~100小时的时间范围内进行。

[14]上述[1]~[4]任一项所述的制造方法,其中,在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中的卤素的引入在1秒~100小时的时间范围内进行。

[15]上述[1]~[4]任一项所述的制造方法,其中,在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中的卤素的引入在1秒~50小时的时间范围内进行。

[16]上述[1]~[15]任一项所述的制造方法,其中,腈化合物、硫和卤素的反应通过装入腈化合物、硫和醚化合物后,向其中引入卤素来进行。

[17]上述[1]~[16]任一项所述的制造方法,其中,R为氰基,X为氯原子。

[18]上述[1]~[17]任一项所述的制造方法,其中,R1和R2相同或不同,分别为C1~C8烷基或C3~C8环烷基。

[19]上述[1]~[17]任一项所述的制造方法,其中,R1和R2相同或不同,分别为C1~C8烷基。

[20]上述[1]~[17]任一项所述的制造方法,其中,R1和R2相同或不同,分别为C2~C8烷基。

[21]上述[1]~[17]任一项所述的制造方法,其中,R1和R2相同或不同,分别为C4~C8烷基。

[22]上述[1]~[17]任一项所述的制造方法,其中,R1和R2相同或不同,分别为C4烷基。

[23]上述[1]~[17]任一项所述的制造方法,其中,R1和R2为丁基。

[24]上述[1]~[23]任一项所述的制造方法,其中,醚化合物的使用量相对于腈化合物1摩尔为0.01摩尔以上10摩尔以下。

[25]上述[1]~[23]任一项所述的制造方法,其中,醚化合物的使用量相对于腈化合物1摩尔为0.05摩尔以上2摩尔以下。

[26]上述[1]~[23]任一项所述的制造方法,其中,醚化合物的使用量相对于腈化合物1摩尔为0.3摩尔以上1摩尔以下。

[27]上述[1]~[26]任一项所述的制造方法,其中,硫的使用量相对于腈化合物1摩尔,按硫原子计为1摩尔以上10摩尔以下。

[28]上述[1]~[26]任一项所述的制造方法,其中,硫的使用量相对于腈化合物1摩尔,按硫原子计为2摩尔以上10摩尔以下。

[29]上述[1]~[26]任一项所述的制造方法,其中,硫的使用量相对于腈化合物1摩尔,按硫原子计为2摩尔以上4摩尔以下。

[30]上述[1]~[29]任一项所述的制造方法,其中,卤素的使用量相对于腈化合物1摩尔为4摩尔以上15摩尔以下。

[31]上述[1]~[29]任一项所述的制造方法,其中,卤素的使用量相对于腈化合物1摩尔为7摩尔以上15摩尔以下。

[32]上述[1]~[29]任一项所述的制造方法,其中,卤素的使用量相对于腈化合物1摩尔为7摩尔以上10摩尔以下。

[33]上述[1]~[32]任一项所述的制造方法,其中,腈化合物、硫和卤素的反应不使用非质子性极性溶剂进行。

[34]上述[1]~[32]任一项所述的制造方法,其中,腈化合物、硫和卤素的反应不使用N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四甲基脲、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮或它们的混合物中的任一种来进行。

[35]上述[1]~[32]任一项所述的制造方法,其中,腈化合物、硫和卤素的反应不使用N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或它们的混合物中的任一种来进行。

[36]上述[1]~[32]任一项所述的制造方法,其中,腈化合物、硫和卤素的反应不使用N,N-二甲基甲酰胺进行。

发明效果

通过本发明,提供异噻唑化合物、特别是3,4-二氯-5-氰基异噻唑的新的工业上的制造方法。

根据本发明,通过避免同时使用N,N-二甲基甲酰胺等非质子性极性溶剂和氯,提供异噻唑化合物、特别是3,4-二氯-5-氰基异噻唑的更安全的制造方法。即,根据本发明,通过不使用N,N-二甲基甲酰胺等非质子性极性溶剂作为溶剂,提供不需要用于维持安全的特別注意和特别对策的制造方法。

避免N,N-二甲基甲酰胺等非质子性极性溶剂的使用是指与现有技术相比,本发明方法的显著改善的安全性、即本发明方法的优点。换言之,其基本上减少工业化生产中的危险的分解等风险。因此,本发明方法可安全地适用于试验工厂或工业化生产这样的大规模的制造。

除此以外,根据本发明方法,能够在不使用N,N-二甲基甲酰胺等非质子性极性溶剂作为反应溶剂的情况下,制造出目标的异噻唑化合物、特别是3,4-二氯-5-氰基异噻唑。因此,本发明方法与现有技术相比,是经济上优选的。特别是,关于N,N-二甲基甲酰胺等非质子性极性溶剂,由于使用水的后处理,使得再利用伴随困难。因此,非质子性极性溶剂成为废弃物的一部分的可能性高。但是,在本发明方法中,能够在不使用非质子性极性溶剂的情况下制造目标化合物。因此,本发明方法可以降低废弃物。即,本发明方法可以降低环境负荷。

进而,根据本发明方法,能够在基本上不使用可能需要注意和对策的原料和特殊的原料的情况下,制造异噻唑化合物、特别是3,4-二氯-5-氰基异噻唑。可能需要注意和对策的原料的例子是作为氢氰酸气体和氰离子的来源的毒性极高的无机氰化物。另外,可能需要注意和对策的原料的其他例子为特殊引火物。另外,可能需要注意和对策的原料的再一例子为具有工业上有意义的升华性的有机化合物。

此外,根据本发明方法,通过使腈化合物、硫和卤素同时反应,通过从起始原料的腈化合物起的仅1个工序、简便的操作,即可制造目标的异噻唑化合物。特别是,根据本发明方法,通过使琥珀腈、硫和氯同时反应,通过从起始原料的琥珀腈起仅1个工序,简便的操作,可以制造目标的3,4-二氯-5-氰基异噻唑。

关于本发明方法中的原料,例如,腈化合物中的琥珀腈、硫、和卤素中的氯均为化学工业中广泛使用的原材料,不仅容易获得,而且价格便宜。

进而,根据本发明方法,在适于无需显著的高温等的工业化的条件下,可以制造异噻唑化合物、特别是3,4-二氯-5-氰基异噻唑。具体地,例如,本发明方法无需200℃以上的高温。

进而,本发明方法可以无需特殊的反应装置而简便地以工业化规模来实施。

因此,本发明方法具有高的工业上的利用价值。

具体实施方式

以下,详细说明本发明。

本发明涉及通式(3)表示的异噻唑化合物的制造方法,

[化8]

(式中,R和X是如下述所定义的。)

其特征在于,

在通式(7)表示的醚化合物的存在下,在70℃以上,向通式(1)表示的腈化合物和硫中引入通式(2)表示的卤素,进行腈化合物、硫和卤素的反应。

[化5]

R1-O-R2 (7)

(式中,R1和R2相同或不同,分别表示烷基或环烷基。)

[化6]

(式中,R表示氰基、羧基或烷氧基羰基。)

[化7]

X2 (2)

(式中,X表示氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。)

本发明方法特别涉及式(6)表示的3,4-二氯-5-氰基异噻唑的制造方法,

[化12]

其特征在于,

在通式(7)表示的醚化合物的存在下,在70℃以上,向式(4)表示的琥珀腈和硫中引入式(5)表示的氯,进行琥珀腈、硫和氯的反应,

[化9]

R1-O-R2 (7)

(式中,R1和R2相同或不同,分别表示烷基或环烷基。)

[化10]

[化11]

Cl2 (5)

以下说明本说明书中使用的术语和符号。

“Ca~Cb”是指碳原子“C”的数为a~b个。例如,“C1~C4烷基”的“C1~C4”是指烷基的碳原子数为1~4。

本说明书中,在“烷基”这样的一般的术语中,例如,如果是“丁基”的话,理解为包括丁基和叔丁基这样的直链和支链基团两者。但是,在使用“丁基”这样的具体的术语时,其特定为“正丁基”、即“n-丁基”。换言之,具体的术语“丁基”是指直链基团“正丁基”,而在意指“叔丁基”这样的支链异构体时,会具体言及。

前缀“n-”、“s-”和“sec-”、“i-”、“t-”和“tert-”、“neo-”、以及“c-”和“cyc-”具有它们的以下的通常的含义:正、仲(“s-”和“sec-”)、异、叔(“t-”和“tert-”)、新、环。

“烷基”包括例如C1~C8烷基、C2~C8烷基、C4~C8烷基、C4烷基、C1~C4烷基等,但并不限定于此。

“C1~C8烷基”是指具有1~8个碳原子的直链或支链的烷基。

“C1~C8烷基”的具体例包括:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丙基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、新戊基、己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基、庚基、1-甲基己基、3-甲基己基、5-甲基己基、1,1-二甲基戊基、2,2-二甲基戊基、4,4-二甲基戊基、1-乙基戊基、2-乙基戊基、1,1,3-三甲基丁基、1,2,2-三甲基丁基、1,3,3-三甲基丁基、2,2,3-三甲基丁基、2,3,3-三甲基丁基、1-丙基丁基、1,1,2,2-四甲基丙基、辛基、1-甲基庚基、3-甲基庚基、6-甲基庚基、2-乙基己基、5,5-二甲基己基、2,4,4-三甲基戊基、1-乙基-1-甲基戊基、1-丙基戊基等,但并不限定于此。

“C2~C8烷基”是指具有2~8个碳原子的直链或支链的烷基。

“C2~C8烷基”的具体例包括上述C1~C8烷基的具体例中的具有相应数量的碳原子的烷基,但并不限定于此。

“C4~C8烷基”是指具有4~8个碳原子的直链或支链的烷基。

“C4~C8烷基”的具体例包括上述C1~C8烷基的具体例中的具有相应数量的碳原子的烷基,但并不限定于此。

“C4烷基”是指具有4个碳原子的直链或支链的烷基。

“C4烷基”的具体例包括上述的C1~C8烷基的具体例中的具有相应数量的碳原子的烷基。

“C1~C4烷基”是指具有1~4个碳原子的直链或支链的烷基。

“C1~C4烷基”的具体例包括上述C1~C8烷基的具体例中的具有相应数量的碳原子的烷基。

“环烷基”包括例如C3~C8环烷基、优选C5~C6环烷基等,但并不限定于此。

“C3~C8环烷基”是指具有3~8个碳原子的环烷基。

“C3~C8环烷基”的具体例包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基。

“C5~C6环烷基”是指环戊基和环己基。

“烷氧基羰基”包括例如C1~C4烷氧基羰基等。

“C1~C4烷氧基羰基”是指(C1~C4烷基)-O-C(=O)-基(在此,C1~C4烷基具有与上述相同的定义)。

“C1~C4烷氧基羰基”的具体例包括甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、异丙氧基羰基、丁氧基羰基、仲丁氧基羰基、异丁氧基羰基、叔丁氧基羰基,优选包括甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、异丙氧基羰基。

“非质子性极性溶剂”包括例如,酰胺系非质子性极性溶剂(例如,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N,N-二乙基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、四甲基脲、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)、六甲基磷酸三酰胺(HMPA)等)、含有硫的非质子性极性溶剂(例如,二甲基亚砜(DMSO)、环丁砜、二甲基砜等)、碳酸酯系非质子性极性溶剂(例如,碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等)等。

(原料化合物)

说明本发明方法中的原料。

(腈化合物)

作为本发明方法的原料,使用上述通式(1)表示的腈化合物。式(1)中,R表示氰基、羧基或烷氧基羰基,作为上述通式(1)表示的腈化合物,例如可举出琥珀腈、3-氰基丙酸、3-氰基丙酸甲酯、3-氰基丙酸乙酯、3-氰基丙酸丙酯、3-氰基丙酸异丙酯、3-氰基丙酸丁酯等,但并不限定于此。

予以说明,从获得性、价格和产物的有用性等的观点考虑,作为本发明方法中使用的腈化合物,特别优选上述式(4)表示的琥珀腈。琥珀腈目前可以在工业上以比较便宜的价格获得。进而,琥珀腈从操作和毒性的方面考虑优选作为工业原材料。

(硫)

说明本发明方法中使用的硫。本发明方法使用单质硫。本发明方法中使用的硫的形态没有特殊限制,只要能使反应进行,就可以是任意的形态。

本发明方法中的硫的使用量,只要能使反应进行,就可以是任意的量。从收率和/或副产物的抑制、以及经济效率等的观点考虑,作为本发明方法中的硫的使用量,可例示:相对于通式(1)表示的腈化合物1摩尔,按硫原子计为0.9摩尔以上、优选1摩尔以上、更优选2摩尔以上。

从收率和/或副产物的抑制、以及经济效率等的观点考虑,作为本发明方法中的硫的使用量,可例示:相对于通式(1)表示的腈化合物1摩尔,按硫原子计为20摩尔以下,优选10摩尔以下,更优选4摩尔以下。

因此,作为本发明方法中的硫的使用量的范围,可例示上述的下限和上限的适宜且任意的组合。可例示:相对于通式(1)表示的腈化合物1摩尔,按硫原子计为0.9摩尔以上20摩尔以下,优选1摩尔以上10摩尔以下,更优选2摩尔以上10摩尔以下,进一步优选2摩尔以上4摩尔以下的范围。但是,本领域技术人员根据目的和情况可适宜调整本发明方法中的硫的使用量。

(卤素)

说明本发明方法中使用的卤素。本发明方法中,使用上述通式(2)表示的卤素。

作为本发明方法中可使用的卤素,例如可举出氟、氯、溴、碘。

予以说明,从获得性、操作的简便性、价格和产物的有用性等的观点考虑,作为本发明方法中使用的卤素,优选上述式(5)表示的氯、或溴,特别优选上述式(5)表示的氯。

本发明方法中使用的卤素的形态没有特殊限制,只要能使反应进行,就可以是任意的形态。本发明方法中使用的卤素的形态例如可举出气体、液体、固体等。

特别是,本发明方法中使用的氯的形态也没有特殊限制,只要能使反应进行,就可以是任意的形态。本发明方法中使用的氯的形态例如可举出液体、气体等。作为本发明方法中使用的氯的形态的优选的例子,可举出气体。引入氯气的方法没有限定,例如,引入氯气的方法可以是吹入反应系的气相中或吹入反应系的液相中(例如,鼓泡等)的任一种。进而,在向液相中吹入氯气的情况下,可以使用产生氯气的微小气泡的装置等。例如,在向反应系的液相中吹入氯气的情况下,既可以从喷嘴吹入;也可以通过安装在喷嘴顶端的多孔状部件,吹入微细泡状的氯气;也可以将具有多个孔的管安装在反应容器内,从管上的多个小孔吹出成为适度大小尺寸的泡的氯气;除此以外,也可以采取各种各样的装置类手段。除此以外,氯气可以被氯气以外的气体稀释。作为用于稀释氯气的气体,例如可举出氮气、氩气等非活性气体等,但并不限定于此。从获得性、操作的简便性、安全性或价格等的观点考虑,优选氮气。予以说明,用于稀释氯气的气体可以单独使用或作为任意比例的混合物使用。

本发明方法中的卤素的使用量,只要能使反应进行,就可以是任意的量。从收率和/或副产物的抑制、以及经济效率等的观点考虑,作为本发明方法中的通式(2)表示的卤素的使用量,可例示:相对于通式(1)表示的腈化合物1摩尔,为1摩尔以上60摩尔以下,优选为2摩尔以上20摩尔以下,更优选为4摩尔以上15摩尔以下,进一步优选为7摩尔以上15摩尔以下,特别优选为7摩尔以上10摩尔以下的范围。但是,本领域技术人员根据目的和情况可适宜调整本发明方法中的卤素的使用量。

(操作:卤素的引入)

在本发明方法中,在醚化合物的存在下,优选使腈化合物、硫和卤素同时反应。特别是,在本发明方法中,在醚化合物的存在下,优选使琥珀腈、硫和氯同时反应。因此,在本发明方法中,优选在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中引入卤素。更具体地,优选在装入腈化合物、硫和醚化合物后,向其中引入卤素。换言之,优选向腈化合物、硫和醚化合物中引入卤素。可以在装入全量的腈化合物、全量的硫和全量的醚化合物后,引入全量的卤素。或者,可以采用如下方法:在装入一部分腈化合物、一部分硫和一部分醚化合物后,引入一部分卤素,然后,在装入剩余的腈化合物、剩余的硫和剩余的醚化合物后,引入剩余的卤素。进而,可以重复进行腈化合物、硫和醚化合物的装入以及卤素的引入。进而,还可以采用如下方法:在装入全量的醚化合物后,分批装入腈化合物和硫,然后分批引入卤素。在全部上述的情况中,本领域技术人员可适宜调整1次装入的腈化合物、硫和醚化合物的各自的量。本领域技术人员也可适宜调整1次引入的氯的量。只要反应进行,本领域技术人员可适宜选择和调整这些装入和引入的方法。

(醚化合物)

说明本发明方法中使用的醚化合物。本发明方法中,使用上述通式(7)表示的醚化合物。

通式(7)中,R1和R2相同或不同,分别表示烷基或环烷基。

予以说明,从收率、操作的容易性、以及经济效率等的观点考虑,R1和R2优选相同或不同,分别为C1~C8烷基或C3~C8环烷基。R1和R2更优选相同或不同,分别为C1~C8烷基。R1和R2更优选相同或不同,分别为C2~C8烷基。R1和R2更优选相同或不同,分别为C4~C8烷基。R1和R2进一步优选相同或不同,分别为C4烷基。R1和R2特别优选为丁基。

本发明方法中可使用的醚化合物例如包括:

二丙基醚及其异构体(例如,二异丙基醚等)、二丁基醚及其异构体(例如,二-仲丁基醚、二异丁基醚、二-叔丁基醚、丁基(仲丁基)醚、丁基(异丁基)醚、丁基(叔丁基)醚、(仲丁基)(异丁基)醚等)、

二戊基醚及其异构体(例如,二(2-甲基丁基)醚、二(3-甲基丁基)醚、戊基(2-甲基丁基)醚、(2-甲基丁基)(3-甲基丁基)醚等)、

二己基醚及其异构体、

二庚基醚及其异构体、

二辛基醚及其异构体、

甲基(辛基)醚及其异构体、乙基(己基)醚及其异构体、乙基(辛基)醚及其异构体、丙基(戊基)醚及其异构体、丙基(己基)醚及其异构体、

二环戊基醚、二环己基醚、

环戊基(甲基)醚(CPME)、环戊基(乙基)醚、环戊基(丙基)醚及其异构体、丁基(环戊基)醚及其异构体、

环己基(甲基)醚、环己基(乙基)醚、环己基(丙基)醚及其异构体、丁基(环己基)醚及其异构体等,但并不限定于此。

予以说明,从收率、操作的容易性、以及经济效率等的观点考虑,本发明方法中使用的优选的醚化合物的具体例包括二丁基醚、二-仲丁基醚、二异丁基醚、二-叔丁基醚、二戊基醚、二己基醚、二庚基醚、二辛基醚等,更优选二丁基醚、二-仲丁基醚、二异丁基醚、二-叔丁基醚,进一步优选二丁基醚。

本发明方法中的通式(7)表示的醚化合物的使用量,只要能使反应进行,就可以是任意的量。从收率和/或副产物的抑制、以及经济效率等的观点考虑,作为本发明方法中的通式(7)表示的醚化合物的使用量,可例示如下。在一个实施方式中,可例示:相对于通式(1)表示的腈化合物1摩尔,为0.01摩尔以上10摩尔以下,0.01摩尔以上5摩尔以下,优选0.05摩尔以上5摩尔以下,0.05摩尔以上2摩尔以下,0.05摩尔以上1摩尔以下,更优选0.3摩尔以上2摩尔以下,0.3摩尔以上1摩尔以下的范围。换言之,可例示:相对于通式(1)表示的腈化合物,为1摩尔%以上1000摩尔%以下,1摩尔%以上500摩尔%以下,优选5摩尔%以上500摩尔%以下,5摩尔%以上200摩尔%以下,5摩尔%以上100摩尔%以下,更优选30摩尔%以上200摩尔%以下,30摩尔%以上100摩尔%以下的范围。在其他实施方式中,可例示,相对于通式(1)表示的腈化合物1摩尔,为0.01L以上5L以下,0.01L以上1L以下,0.01L以上0.5L以下,0.01L以上0.2L以下,优选0.05L以上2L以下,0.05L以上1L以下,0.05L以上0.5L以下,0.05L以上0.2L以下的范围。换言之,可例示:相对于通式(1)表示的腈化合物,为0.01L/摩尔以上5L/摩尔以下,0.01L/摩尔以上1L/摩尔以下,0.01L/摩尔以上0.5L/摩尔以下,0.01L/摩尔以上0.2L/摩尔以下,优选0.05L/摩尔以上2L/摩尔以下,0.05L/摩尔以上1L/摩尔以下,0.05L/摩尔以上0.5L/摩尔以下,0.05L/摩尔以上0.2L/摩尔以下的范围。但是,本领域技术人员可根据目的和情况适宜调整本发明方法中的醚化合物的使用量。

(温度)

本发明方法中,在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中引入卤素的温度、以及腈化合物、硫和卤素的反应温度,只要能使反应进行,就没有特别限制。从收率和/或副产物的抑制、和操作性、经济效率等的观点考虑,作为该引入的温度和该反应温度的下限,可例示50℃以上、优选70℃以上、更优选80℃以上、进一步优选90℃以上。从同样的观点考虑,作为该引入的温度和该反应温度的上限,可例示200℃以下,优选180℃以下,更优选160℃以下,进一步优选150℃以下。作为该引入的温度和该反应温度的范围,可例示任意组合上述的下限和上限的范围。例如,优选组合上述优选的下限和优选的上限的范围,更优选组合上述的更优选的下限和更优选的上限,进一步优选组合上述的进一步优选的下限和进一步优选的上限。具体地,可例示50~200℃、优选70~180℃、更优选80~160℃、进一步优选90~150℃的范围,但并不限定于此。予以说明,本发明方法中的卤素、特别是氯的引入的温度和反应温度基本上相同。即,本发明方法中的卤素、特别是氯的引入的温度和反应温度可视为相同。

(时间)

本发明方法中,在醚化合物的存在下向腈化合物和硫中引入卤素的时间、以及腈化合物、硫和卤素的反应时间,只要反应进行,就没有特别限制。从收率和/或副产物的抑制、以及经济效率等的观点考虑,特别是从提高收率的观点考虑,作为该引入的时间的下限,可例示5小时以上、优选10小时以上、更优选15小时以上、进一步优选20小时以上。除此以外,作为该引入的时间的上限,没有特别限制,从目标化合物的分解抑制等的观点和一般的经济学观点考虑,可例示100小时以下,优选75小时以下,更优选50小时以下,进一步优选30小时以下。作为该引入的时间的范围,可例示上述的下限和上限的适宜且任意的组合。在一个实施方式中,可例示5~100小时、优选10~100小时、更优选10~75小时、进一步优选10~50小时、特别优选10~30小时的范围,但并不限定于此。在另一实施方式中,可例示5~100小时、优选15~100小时、更优选15~75小时、进一步优选15~50小时、特别优选15~30小时的范围,但并不限定于此。在再一实施方式中,可例示0.1秒~100小时、1秒~100小时、1分钟~100小时、以及0.1秒~50小时、1秒~50小时、1分钟~50小时的范围,但并不限定于此。予以说明,本发明方法中的卤素、特别是氯的引入的时间和反应时间基本上相同。即,本发明方法中的卤素、特别是氯的引入的时间和反应时间可视为相同。

(异噻唑化合物)

作为本发明方法中得到的通式(3)表示的异噻唑化合物,具体地例如可举出:

3,4-二氟-5-氰基异噻唑、

3,4-二氯-5-氰基异噻唑、

3,4-二溴-5-氰基异噻唑、

3,4-二碘-5-氰基异噻唑、

3,4-二氟-5-羧基异噻唑、

3,4-二氯-5-羧基异噻唑、

3,4-二溴-5-羧基异噻唑、

3,4-二碘-5-羧基异噻唑、

3,4-二氟-5-甲氧基羰基异噻唑、

3,4-二氯-5-甲氧基羰基异噻唑、

3,4-二溴-5-甲氧基羰基异噻唑、

3,4-二碘-5-甲氧基羰基异噻唑、

3,4-二氯-5-乙氧基羰基异噻唑、

3,4-二溴-5-乙氧基羰基异噻唑、

3,4-二氯-5-丙氧基羰基异噻唑、

3,4-二氯-5-异丙氧基羰基异噻唑、

3,4-二氯-5-丁氧基羰基异噻唑

等,但并不限定于此。

予以说明,从化合物的有用性等的观点考虑,优选3,4-二氯-5-氰基异噻唑和3,4-二溴-5-氰基异噻唑,特别优选3,4-二氯-5-氰基异噻唑。

实施例

下面,举出实施例具体地说明本发明的制造方法,但本发明不受这些实施例的限定。

实施例1

使用二丁基醚的方法

(3,4-二氯-5-氰基异噻唑的制造)

向具备搅拌器、回流冷凝器和温度计的300mL四颈瓶中装入琥珀腈50.0g(0.62mol)、硫60.1g(1.9mol)和二丁基醚40.5g(0.31mol;相对于琥珀腈1摩尔为50mol%;相对于琥珀腈1摩尔为0.08L/mol)。一边搅拌一边升温至100℃。观察到琥珀腈熔化。观察到几乎所有的硫作为固体残留。暂时停止搅拌进行观察时,从上层起依次观察到二丁基醚层、琥珀腈层和硫。重新开始搅拌,在100~105℃下用20小时向其中吹入氯385.9g(5.44mol)。将反应混合物冷却至室温,用乙酸乙酯100mL稀释。通过过滤除去不溶物,获得褐色的乙酸乙酯溶液作为产物。将得到的乙酸乙酯溶液用HPLC绝对校准曲线法进行分析。其结果,3,4-二氯-5-氰基异噻唑的收率是从所用的琥珀腈计算的理论量的83%。

实施例2

使用二丁基醚的方法

(3,4-二氯-5-氰基异噻唑的制造)

向具备搅拌器、回流冷凝器和温度计的500mL四颈瓶中装入琥珀腈80.1g(1mol)、硫99.2g(3.1mol)和二丁基醚19.0mL(0.112mol;相对于琥珀腈1摩尔为11.2mol%;相对于琥珀腈1摩尔为0.019L/mol)。一边搅拌一边升温至120℃。观察到琥珀腈熔化。观察到硫也熔化了。暂时停止搅拌进行观察时,从上层起依次观察到二丁基醚层、琥珀腈层和硫层。重新开始搅拌,在120~125℃下用27小时向其中吹入氯390.0g(5.50mol)。将反应混合物冷却至室温,用甲苯200mL稀释。通过过滤除去不溶物,得到褐色的甲苯溶液作为产物。将得到的甲苯溶液用GC绝对校准曲线法进行分析。其结果,3,4-二氯-5-氰基异噻唑的收率是从所用的琥珀腈计算的理论量的64%。

予以说明,在根据国际公开第2010/126170号公报(专利文献6)的方法进行异噻唑化合物的制造时,观察到被推定为富马腈、马来腈和/或它们的氯取代物的化合物的升华。但是,在本说明书的实施例1和2中,基本上没有观察到化合物的升华。

本发明中的反应机理等还不清楚,但从上述观察可以推定,本发明中的主要的反应机理与国际公开第2010/126170号公报(专利文献6)的方法中的主要反应机理不同。

比较例1

特开2010-260805(专利文献7)、实施例2所述的方法

(3,4-二氯-5-氰基异噻唑的制造)

向具备搅拌器、回流冷凝器和温度计的300mL四颈瓶中装入琥珀腈5.70g(71.0mmol)、N,N-二甲基甲酰胺35.5mL(相对于琥珀腈1摩尔为0.5L/mol)和硫36.5g(1.14mol)。一边搅拌一边在25℃以下向其中吹入氯40.4g(0.570mol)。然后升温至100℃,将其搅拌6小时。将反应混合物放冷至25℃后,倾倒在冰水中。通过甲苯提取出反应产物。将得到的甲苯溶液通过HPLC绝对校准曲线法进行分析。其结果,3,4-二氯-5-氰基异噻唑的收率是从所用的琥珀腈计算的理论量的64%。

在作为特开2010-260805(专利文献7)的实施例2所述的方法的上述比较例1中,使用氯和N,N-二甲基甲酰胺。因此,如上所述,比较例1的方法与不必使用N,N-二甲基甲酰胺的本发明不同,在工业上不优选。

推定在上述比较例1中,如特开2010-260805(专利文献7)的权利要求1和6、以及段落0029中所述,在体系内在25℃以下的低温下,由氯和硫生成氯化硫,然后使琥珀腈与体系内制备的该氯化硫反应。

另一方面,如上所述,本发明中的反应机理等还不清楚。但是,在本发明完成后考察本发明时,推定本发明中的主要反应机理与上述比较例1中的主要反应机理不同。其能够得到后述的比较例2的支持。

比较例2

在特开2010-260805(专利文献7)的实施例2所述的方法中的代替N,N-二甲基甲酰胺使用二丁基醚的方法

(3,4-二氯-5-氰基异噻唑的制造)

向具备搅拌器、回流冷凝器和温度计的50mL茄形瓶中装入琥珀腈5.0g(62.4mmol)、硫31.9g(1.0mol)和二丁基醚31.0mL(183mmol;相对于琥珀腈1摩尔为0.5L/mol)。观察到几乎没有琥珀腈熔化。观察到硫也没有熔化。一边搅拌一边在25℃以下用22小时向其中吹入氯35.4g(0.50mol)。然后升温至100℃,将其搅拌6小时。将反应混合物冷却至室温,用甲苯50mL稀释。通过过滤除去不溶物,得到褐色的甲苯溶液作为产物。将得到的甲苯溶液通过GC绝对校准曲线法进行分析。其结果,3,4-二氯-5-氰基异噻唑的收率是从所用的琥珀腈计算的理论量的仅5.3%。

在上述比较例2中,代替作为非质子性极性溶剂的N,N-二甲基甲酰胺,使用二丁基醚,进行特开2010-260805(专利文献7)的实施例2所述的方法。其结果,收率大幅降低。

比较例3

使用二苯基醚的方法

(3,4-二氯-5-氰基异噻唑的制造)

向具备搅拌器、回流冷凝器和温度计的500mL四颈瓶中装入琥珀腈80.1g(1mol)、硫96.0g(3.1mol)和二苯基醚80mL(0.51mol;相对于琥珀腈1摩尔为51mol%;相对于琥珀腈1摩尔为0.08L/mol)。一边搅拌一边升温至120℃。暂时停止搅拌进行观察时,观察到琥珀腈和二苯基醚熔化而互相熔合,形成一层。观察到硫也熔化。混合物形成2层。上层为琥珀腈和二苯基醚的层。下层为硫层。一边搅拌一边在120~125℃下用44小时向其中吹入氯628.2g(8.8mol)。将反应混合物冷却至室温,用甲苯200mL稀释。通过过滤除去不溶物,得到褐色的甲苯溶液作为产物。将得到的甲苯溶液用GC绝对校准曲线法进行分析。其结果,3,4-二氯-5-氰基异噻唑的收率是从所用的琥珀腈计算的理论量的39.0%。

比较例4

使用丁醇的方法

(3,4-二氯-5-氰基异噻唑的制造)

向具备搅拌器、回流冷凝器和温度计的300mL四颈瓶中装入琥珀腈40.0g(0.5mol)、硫48.0g(1.5mol)和丁醇7.4g(0.1mol;相对于琥珀腈1摩尔为20mol%;相对于琥珀腈1摩尔为0.018L/mol)。一边搅拌一边升温至100℃。暂时停止搅拌进行观察时,琥珀腈和丁醇相互溶合。确认硫作为固体残留。重新开始搅拌,在100~105℃下用18小时向其中吹入氯145.3g(2.05mol)。将反应混合物冷却至室温,用乙酸乙酯100mL稀释。通过过滤除去不溶物,获得褐色的乙酸乙酯溶液作为产物。将得到的乙酸乙酯溶液用HPLC绝对校准曲线法进行分析。其结果,3,4-二氯-5-氰基异噻唑的收率是从所用的琥珀腈计算的理论量的54%。

比较例5

使用二甘醇二甲醚的方法

(3,4-二氯-5-氰基异噻唑的制造)

向具备搅拌器、回流冷凝器和温度计的300mL四颈瓶中装入琥珀腈80.1g(1.0mol)、硫32.1g(1.0mol)、二甘醇二甲醚134.17g(1.0mol;相对于琥珀腈1摩尔为100mol%;相对于琥珀腈1摩尔为0.14L/mol)。一边搅拌一边升温至120℃。观察到琥珀腈熔化。观察到硫也熔化。暂时停止搅拌进行观察时,从上层依次观察到二甘醇二甲醚层、琥珀腈层和硫层。重新开始搅拌,在120~125℃下用24小时向其中吹入氯248.2g(3.5mol)。将反应混合物冷却至室温,用乙酸乙酯300mL稀释。通过过滤除去不溶物,获得褐色的乙酸乙酯溶液作为产物。将得到的乙酸乙酯溶液用HPLC绝对校准曲线法进行分析。其结果,3,4-二氯-5-氰基异噻唑的收率是从所用的琥珀腈计算的理论量的46%。

(高效液相色谱(HPLC)分析方法)

关于上述的HPLC分析方法的详情,根据需要,可参照以下文献。

(a):(社)日本化学会编,“新实验化学讲座9分析化学I I”,第86~112页(1977年),发行者,饭泉新吾,丸善株式会社(例如,关于色谱柱中可用的填料-流动相的组合,可参照第93~96页。)

(b):(社)日本化学会编,“实验化学讲座20-1分析化学”,第5版,第130~151页(2007年),发行者,村田诚四郎,丸善株式会社(例如,关于逆相色谱分析的具体使用方法·条件,可参照第135~137页。)

(气体色谱(GC)分析方法)

关于上述的GC分析方法的详情,根据需要,可参照以下文献。

(a):(社)日本化学会编,“新实验化学讲座9分析化学I I”,第60~86页(1977年),发行者,饭泉新吾,丸善株式会社(例如,关于色谱柱中可用的固定相液体,可参照第66页。)

(b):(社)日本化学会编,“实验化学讲座20-1分析化学”,第5版,第121~129页(2007年),发行者,村田诚四郎,丸善株式会社(例如,关于中空毛细管—分离柱的具体的使用方法,可参照第124~125页。)

产业实用性

根据本发明方法,提供异噻唑化合物、特别是3,4-二氯-5-氰基异噻唑的新的工业制造方法。可通过本发明方法制造的异噻唑化合物作为医药中间体和农药中间体、功能性色素、电子材料等的中间体是有用的。特别是,3,4-二氯-5-氰基异噻唑作为农药的重要中间体是有用的。

在本说明书中,如上所述,本发明方法在工业上是优选的。例如,与现有技术相比,本发明方法非常安全,而且本发明方法是有效的方法。因此,本发明方法能够以工业规模简便地实施。进而,本发明方法在经济上是优选的。例如,由于不使用成为废弃物的一部分的可能性高的N,N-二甲基甲酰胺等非质子性极性溶剂,因此本发明方法在经济上是优选的。

此外,根据本发明方法,由于能够在不使用高价的催化剂和过渡金属的情况下制造目标化合物,不用排出来自它们的有害的废弃物。为此,在本发明方法中,废弃物处理是容易的,对环境也良好。

因此,本发明方法作为工业的制造方法是极有用的。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1