CN108456193B

CN108456193B - 1，2，3，5，6-五硫杂环庚烷的制造方法

Info

Publication number: CN108456193B
Application number: CN201810150198.XA
Authority: CN
Inventors: 棚木宏幸; 山本良亮; 堀越裕
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 2017-02-21
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2022-04-08
Anticipated expiration: 2038-02-13
Also published as: JP2018135322A; CN108456193A; JP6962220B2

Abstract

本发明涉及1,2,3,5,6‑五硫杂环庚烷的制造方法。本发明的课题在于，提供容易制造高纯度的1,2,3,5,6‑五硫杂环庚烷的方法。上述课题可以通过如下的1,2,3,5,6‑五硫杂环庚烷的制造方法来解决，所述制造方法包括使三硫代碳酸盐、硫及二卤代甲烷在水层和有机层的多层体系及相转移催化剂的存在下进行反应的工序。

Description

1，2，3，5，6-五硫杂环庚烷的制造方法

技术领域

本发明涉及制造高纯度的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的方法。

背景技术

1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷(以下，有时也表述为“香菇素”)在光学材料用途(专利文献1)及医疗用途(专利文献2)中是有效的，是被期待有广泛用途的化合物。

作为香菇素的合成方法，已知有例如将二甲基二硫醚作为起始原料的方法(非专利文献1)。该方法中，由于在反应后形成包含香菇素的油状的溶液，因此需要使用柱色谱进行纯化，不利于工业生产。另外，原料必须使用工业上难以获得的二甲基二硫醚。

另外，已知有以硫化钠为起始原料，使其在乙醇溶剂中与二碘甲烷及二溴甲烷反应的方法(非专利文献2)。该方法中纯化也需要柱色谱，不利于工业生产。

即，以往已知的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的合成方法中，均需要复杂的多级反应工序、纯化工序，难以工业化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许4573148

专利文献2：WO2005/034974

非专利文献

非专利文献1：Tetrahedron.lett＿1981＿22＿1939

非专利文献2：SPECIALITY PETROCHEMICALS 2005 p22

发明内容

发明要解决的问题

本发明的课题在于，提供容易制造高纯度的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的方法。

用于解决问题的方案

本发明人进行了深入研究，结果发现，通过使三硫代碳酸盐、硫和二卤代甲烷在特定条件下反应，能够解决上述问题。

即，本发明如下。

[1]一种1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的制造方法，所述制造方法包括使三硫代碳酸盐、硫及二卤代甲烷在水层和有机层的多层体系及相转移催化剂的存在下进行反应的工序。

[2]根据[1]所述的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的制造方法，其中，前述有机层含有选自由苯、甲苯及四氢呋喃组成的组中的1者以上。

[3]根据[1]所述的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的制造方法，其中，前述有机层含有甲苯。

[4]根据[1]～[3]中任一项所述的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的制造方法，其中，前述相转移催化剂含有烷基季铵盐。

[5]根据[1]～[4]中任一项所述的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的制造方法，其中，前述三硫代碳酸盐为三硫代碳酸二钠。

[6]根据[1]～[5]中任一项所述的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的制造方法，其中，前述二卤代甲烷含有二溴甲烷或二碘甲烷。

[7]根据[1]～[6]中任一项所述的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的制造方法，其中，前述水层和有机层的多层体系为2层。

发明的效果

根据本发明，能够以一锅法(one-pot)由三硫代碳酸盐合成香菇素，另外，反应结束后的纯化简便，能够容易以良好的收率制造高纯度的香菇素。通过使用该高纯度的香菇素，能够适合用于提高光学材料的性能等各种用途。

具体实施方式

本发明的香菇素的制造方法中，香菇素是如下合成的：在水层和有机层的二层体系中，首先合成三硫代碳酸盐，使在体系内生成的三硫代碳酸盐与硫反应从而合成四硫代碳酸盐。然后，进而加入二卤代甲烷并使其反应，由此合成香菇素。以下，对香菇素的制造方法详细地进行说明。

[三硫代碳酸盐]

本发明中使用的三硫代碳酸盐为M₂CS₃(M为阳离子种)所示的化合物。作为具体例，可列举出三硫代碳酸二钠、三硫代碳酸二钾及三硫代碳酸二锂，由于容易获得，下述结构式所示的三硫代碳酸二钠是优选的。

对于三硫代碳酸盐，通过使用相转移催化剂，使硫化盐及二硫化碳在溶剂中反应可容易获得。

作为硫化盐的具体例，可列举出硫化钠、硫化钾及硫化锂。

二硫化碳的用量相对于硫化盐为0.5～1.5摩尔当量的范围，为了能够抑制副反应的进行，优选处于0.8～1.2摩尔当量的范围。

[相转移催化剂]

本发明中使用的相转移催化剂为在水中、在有机溶剂中均可溶的催化剂，可以没有限定地使用通常已知的相转移催化剂。

作为具体例，可列举出季鏻盐类、季铵盐类。

作为季鏻盐类，可列举出四乙基氯化鏻、四乙基溴化鏻、四乙基碘化鏻、四丁基溴化鏻、三苯基苄基溴化鏻、四苯基溴化鏻。

作为季铵盐类，可列举出四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、三甲基苄基氢氧化铵、四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、三甲基苄基溴化铵、三乙基苄基溴化铵、三甲基苯基溴化铵、三乙基苄基氯化铵、四甲基氯化铵、三辛基甲基氯化铵、三丁基苄基氯化铵、三甲基苄基氯化铵、氯化N-月桂基吡啶、氯化N-苄基甲基吡啶、氯化N-月桂基4-甲基吡啶、氯化N-月桂基甲基吡啶、三辛基甲基氯化铵、四甲基碘化铵、四正丁基碘化铵、及四丁基硫酸氢铵。

相转移催化剂的用量没有特别限制，相对于硫化盐优选为0.01～10质量％，从反应收率的观点出发，更优选为0.05～5质量％。

[溶剂]

本发明中使用的溶剂含有水和有机溶剂，反应在通过层分离分为多层的状态下实施。从操作性的方面出发，优选为2层。

有机溶剂只要为与水分层并使二卤代甲烷溶解的溶剂，则均可以使用。例如可以使用烃、芳香族烃、醚及酯溶剂。这些当中，为了使香菇素的反应收率高、并且容易去除反应结束后的水层，优选烃、芳香族烃及醚溶剂，进一步优选环状化合物，特别优选苯、甲苯及四氢呋喃，从收率的观点出发，最优选甲苯。它们可以组合使用2种以上。

水与有机溶剂的比率以质量比计为10：90～90：10的范围，从反应收率的观点出发，优选30：70～50：50的范围。

水及有机溶剂加在一起的溶剂的用量相对于硫化盐为1～40质量倍的范围，从生产效率和反应性的观点出发，优选2～20质量倍的范围。

反应温度为-10～60℃的范围，从反应时间和反应收率的观点出发，优选处于20～40℃的范围。

本发明的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的制造方法包括使三硫代碳酸盐、硫及二卤代甲烷在水层和有机层的多层体系及相转移催化剂的存在下进行反应的工序。具体而言，在含有前述反应中得到的三硫代碳酸盐的反应液(包含水层和有机层的多层体系及相转移催化剂)中加入硫使其反应，由此可得到四硫代碳酸盐。

硫的用量相对于硫化盐优选0.5～1.5摩尔当量的范围，为了能够抑制副反应的进行，更优选处于0.8～1.2摩尔当量的范围。

[二卤代甲烷]

通过使前述反应中得到的四硫代碳酸盐与二卤代甲烷来合成香菇素。在该体系中，也在上述使用的水层和有机层的多层体系及相转移催化剂的存在下进行反应。

本发明中使用的二卤代甲烷是指二氯甲烷、二溴甲烷、二碘甲烷、氯溴甲烷、氯碘甲烷及溴碘甲烷，从反应性的观点出发，优选二溴甲烷及二碘甲烷，特别优选二溴甲烷。

二卤代甲烷的用量相对于硫化盐优选0.5～1.5摩尔当量的范围，为了能够抑制副反应的进行，更优选处于0.8～1.2摩尔当量的范围。

四硫代碳酸盐与二卤代甲烷的反应温度优选-10～60℃的范围、更优选10～40℃的范围。温度低时反应变慢，另外，温度高时副反应变得容易进行。

在四硫代碳酸盐与二卤代甲烷的反应中，在反应结束时添加酸水溶液来进行猝灭。酸水溶液只要为酸性水溶液均可以使用，可以适当地使用工业上廉价的硫酸、盐酸、硝酸及磷酸。猝灭可以在将作为反应溶剂的水溶剂去除之后进行，另外，也可以在猝灭后将酸水溶液与水溶剂一起去除。

猝灭后可以通过分液、柱色谱及晶析操作等公知的方法进行纯化。弃掉水层，将有机溶剂浓缩，通过晶析操作，能够容易地获得高纯度的香菇素。晶析操作可以通过通常的方法来实施。作为例子，在香菇素的浓度为5～40％的范围、在-10～10℃下进行晶析，由此能够回收率良好地、且以高纯度获得香菇素。

[实施例]

以下，通过实施例具体地对本发明进行说明，但只要发挥本发明的效果，可以适宜变更实施方式。

[香菇素的分析方法]

分析使用液相色谱，使用ODS柱(柱：一般财团法人科学物质评价研究机构VP-ODS、柱尺寸

)。

使用RI检测器，算出以原料二溴甲烷的摩尔比为基准的香菇素的生成收率。

[液相色谱条件]

恒温箱温度：40℃

洗脱液：乙腈/蒸馏水(容积比)＝50/50

溶液制备：将样品5mg用0.1％甲酸溶液(乙腈溶剂)10ml稀释而作为分析试样。

[实施例1]

将硫化钠5.9g(76mmol)溶解于水30g，制备水溶液。向其中添加甲苯83g、作为相转移催化剂的四丁基溴化铵0.245g(0.76mmol，1mol％)后，滴加二硫化碳5.8g(76mmol)，在20℃下进行1小时反应，从而制备三硫代碳酸二钠反应液。

向得到的反应液中添加硫2.4g(76mmol)，进而在20℃下进行1小时反应后，滴加二溴甲烷13.2g(76mmol)。在20℃下进行反应，结果，香菇素的生成在经过3小时后为28mol％、在经过20小时后为36mol％。经过20小时后，添加1N硫酸水溶液100g进行猝灭，弃掉水层后，用100ml的离子交换水进行3次清洗。进行浓缩直到甲苯溶液的质量变为12g，冷却至-2℃，进行晶析，由此回收纯度98％的香菇素2.0g(分离收率：28％)。

[实施例2]

将相转移催化剂由四丁基溴化铵改变为四丁基氯化铵，除此以外，与实施例1同样地进行，结果香菇素的生成在经过3小时后为25mol％、在经过20小时后为31mol％。

[比较例1]

根据中国文献(中国调味品(CHINA CONDIMENT)2005年9月、No9、p25)，进行香菇素的合成。

将硫化钠5.9g(76mmol)溶解于乙醇67g，添加二硫化碳5.8g(76mmol)，在35℃下进行20分钟反应。向得到的反应液中添加硫2.4g(76mmol)，进而在35℃下进行1小时反应，由此制备四硫代碳酸钠的乙醇溶液。

在二溴甲烷13.2g(76mmol)中添加乙醇18g进行稀释。向先前制备的四硫代碳酸钠的乙醇溶液中滴加二溴甲烷的乙醇溶液，在35℃下进行反应，结果香菇素的收率在经过20小时后为4mol％。经过20小时后，添加1N硫酸水溶液100g进行猝灭，用甲苯100ml进行提取后，用100ml的离子交换水进行3次清洗。蒸馏去除溶剂后的残留物为黄色的油状化合物，添加甲苯100g，结果产生大量不溶性的成分，难以进行基于晶析的纯化。

[比较例2]

将硫化钠5.9g(76mmol)溶解于乙醇120g，添加二硫化碳5.8g(76mmol)，在35℃下进行20分钟反应。向得到的反应液中硫添加2.4g(76mmol)，进而在35℃下进行1小时反应，由此制备四硫代碳酸钠的乙醇溶液。

在二溴甲烷13.2g(76mmol)中添加乙醇302g进行稀释。将先前制备的四硫代碳酸钠的乙醇溶液滴加至二溴甲烷的乙醇溶液中，在35℃下进行反应，结果香菇素的收率在经过20小时后为23mol％。经过20小时后，添加1N硫酸水溶液100g进行猝灭，添加甲苯100g进行提取，用100ml的离子交换水进行3次清洗。

将甲苯溶液浓缩至12g后，实施了晶析操作，但由于香菇素的纯度变为86％，含有了大量杂质，因此通过晶析无法获得高纯度品。

[比较例3]

将硫化钠5.9g(76mmol)溶解于水30g后，添加甲苯83g。滴加二硫化碳5.8g(76mmol)，在35℃下搅拌1小时，加入硫2.4g(76mmol)，进而在35℃下搅拌1小时。

滴加二溴甲烷13.2g(76mmol)，进而在35℃下反应，结果香菇素的生成在经过3小时后为3mol％、在经过20小时后为9mol％。由于收率低，因此无法进行基于晶析的纯化。

Claims

1.一种1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的制造方法，其中，所述制造方法包括使三硫代碳酸盐、硫及二卤代甲烷在水层和有机层的多层体系及相转移催化剂的存在下进行反应的工序。

2.根据权利要求1所述的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的制造方法，其中，所述有机层含有选自由苯、甲苯及四氢呋喃组成的组中的1者以上。

3.根据权利要求1所述的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的制造方法，其中，所述有机层含有甲苯。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的制造方法，其中，所述相转移催化剂含有烷基季铵盐。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的制造方法，其中，所述三硫代碳酸盐为三硫代碳酸二钠。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的制造方法，其中，所述二卤代甲烷含有二溴甲烷或二碘甲烷。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷的制造方法，其中，所述水层和有机层的多层体系为2层。