JP2000508321A

JP2000508321A - チオールへの有機チオシアネートおよび有機ジスルフィドの触媒水素化分解

Info

Publication number: JP2000508321A
Application number: JP9536515A
Authority: JP
Inventors: ジェイコブソン，スティーヴン，アーネスト．
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date: 1996-04-10
Filing date: 1997-04-04
Publication date: 2000-07-04
Anticipated expiration: 2017-04-04
Also published as: CN1078206C; EP0892781A1; TW388754B; EP0892781B1; DE69734197D1; AU2664497A; US5728887A; CN1220661A; WO1997037971A1; JP4087902B2; DE69734197T2; AU727147B2

Abstract

(57)【要約】水素と、チオシアネートまたはジスルフィドとの反応によりチオールを合成するための方法であって、チオシアネートとの反応は、VIII族の金属またはそれらの混合物を含む触媒の存在下において実施され；およびチオシアネートまたはジスルフィドとの反応は、IB族、IIB族、IIIA族、IVA族、VA族およびVIA族からなる群から選ばれる改質金属の存在下においてVIII族の金属またはそれらの混合物を含む触媒を用いて実施され、前記触媒は、多孔性の不溶性担体上にあることを特徴とする方法。

Description

【発明の詳細な説明】チオールへの有機チオシアネートおよび有機ジスルフィドの触媒水素化分解発明の分野本発明は、有機チオシアネートおよび有機ジスルフィドを触媒水素化分解してチオールを生成するための方法に関するものである。発明の背景有機チオール合成に対する慣用の方法は、還元剤としてリチウムアルミニウムハイドライドまたはＺｎ−ＨＣｌのようなヒドリドを使用し、有機チオシアネートまたはスルフィドをチオールに転換する。チオール合成に対する通常の工業的方法は、アルキルハライドとチオ尿素との反応を伴い、イソチウロニウム塩を生じ、これをアルカリまたは高分子量のアミンで分解しチオールを生じる。チオ尿素は被爆の危険がある発癌性物質であり、安全性のためにインシネレーターのような特定かつ高価な器具が必要となる。米国特許第5,202,443号に記載の方法では、治療用の化合物の合成における最終段階で、パラジウム−炭素触媒を用いた水素化分解によりチオシアネート誘導体を相当するチオールに転換する。改質（modifier）金属は使用されていない。高いレベルの触媒の使用においてでさえも、比較的低い収率となる。チオシアネートおよびジスルフィドから高い収率で有機チオールを合成するための、経済的かつ環境的に許容できる方法に対する要望がある。本発明の方法は、この要望を満たすものである。発明の要旨本発明は、式ＩまたはIIのチオールを合成するための方法を具えるものであり、Ｒ₁−(Ｘ)_a−ＳＨＩ、または（式中、Ｘは、(ＣＨ₂)_mであり、ｍは１または２であり；ａは、０または１であり；Ｒ₁は、必要に応じてＣ₁−Ｃ₃₀のパーフルオロアルキルで置換されたＣ₁−Ｃ₃₀の直鎖の、枝分かれの、または環状のアルキル；Ｃ₁−Ｃ₃₀のパーフルオロアルキル；Ｈ−Ｄ−ＧまたはＦ−Ｅ−Ｇ、ここで、Ｄは、―（ＣＨ₂）_b―；Ｅは、−（ＣＦ₂）_b−；Ｇは、−［Ａ−（ＣＨ₂）_c］_d−（ＣＨ₂）_e−、−［Ａ−（ＣＦ₂）_c］_d−（ＣＦ₂）_e−、−［Ａ−（ＣＦ₂）_c］_d−（ＣＨ₂）_e−または−［Ａ−（ＣＨ₂）_c］_d −（ＣＦ₂）_e−であり；ここで、各Ａは、−Ｎ（Ｒ₃）−、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ₃） −、−ＣＯ₂−、−ＳＯ₂Ｎ（Ｒ₃）−、−Ｏ−および−Ｓ−からなる群から別々に選ばれ；ここでＲ₃は、Ｈ、Ｃ₁−Ｃ₃₀のアルキル、またはＣ₁−Ｃ₃₀のパーフルオロアルキルであり；各ｂおよびｅは、別々に０または１から２９の正の整数であり、各ｃおよびｄは、別々に１から３０の正の整数であり、ｂ＋ｅ＋（ｃｘｄ）は３０以下であり；および必要に応じてＣ₁−Ｃ₂₄のアルキル、Ｃ₁−Ｃ₂₄のパーフルオロアルキル、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｎ（Ｒ₃）₂、ＣＯＮ（Ｒ₃）₂、ＣＯ₂(Ｒ₃)、ＣＯ(Ｒ₃)、ＳＯ₂Ｎ（Ｒ₃）₂、Ｏ（Ｒ₃）またはＳ（Ｒ₃）で置換されたＣ₆−Ｃ₃₀のアリールであり、ここでＲ₃は、Ｈ、Ｃ₁−Ｃ₃₀のアルキルまたはＣ₁−Ｃ₃₀のパーフルオロアルキルであり；およびＲ₂は、−Ｄ−Ｇ−または−Ｅ−Ｇ−であり、ここでＤ、ＥおよびＧは、上に定義した通りであり、ｂ＋ｅ＋（ｃｘｄ）は８以下であり；前記方法は、水素とＡ．式IIIのチオシアネート、Ｒ−(Ｘ)_a−ＳＣＮ III （式中、Ｒは、上に定義したようなＲ₁またはＲ₂であり、Ｘおよびａは、式ＩおよびIIに対して上に定義した通りである）との、VIII族の金属あるいはそれらの混合物、またはIB族、IIB族、IIIA族、IVA 族、VA族およびVIA族の金属あるいはそれらの混合物からなる群から選ばれる改質金属存在下における前記触媒を用いる反応を含み、前記触媒は多孔性の不溶性担体上に存在する。さらに、上に定義したような式ＩまたはIIのチオールの合成を含む本発明は、水素と式IVのジスルフィド、Ｒ−(Ｘ)_a−Ｓ−Ｓ−(Ｘ)_a−Ｒ IV （式中、Ｒは、上に定義した通りのＲ₁またはＲ₂であり、Ｘおよびａは、式ＩおよびＩＩについて上に定義した通りである）との、IB族、IIB族、IIIA族、IVA族、VA族およびVIA族の金属またはそれらの混合物からなる群から選ばれる改質金属の存在下においてVIII族の金属またはそれらの混合物を含む触媒を用いる反応を含み、前記触媒は多孔性の不溶性担体上に存在する。本発明の詳細な説明本発明の方法は、多くの有機チオシアネートおよびジスルフィドの水素化分解に対して有用である。ここで、反応剤として使用するのに適当なチオシアネートおよびジスルフィドとしては、それぞれ式IIIおよびIVのものが挙げられる；Ｒ−(Ｘ)_a−ＳＣＮ III Ｒ−(Ｘ)_a−Ｓ−Ｓ−(Ｘ)_a−Ｒ IV （式中、Ｘは、(ＣＨ₂)_mであり、ｍは、１または２であり、ａは、０または１であり、およびＲは、Ｒ₁およびＲ₂に対して上に定義したような有機ラジカルである。例えば、ＲはＲ₁および１から約３０の炭素のアルキルラジカルであり、直鎖の、枝分かれのまたは環状の構造を含み、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソプロピル、イソブチル、sec−ブチル、ｔ−ブチル、シクロプロピルまたはシクロブチルである。また、Ｒは、パーフルオロブチル、パーフルオロブチルエチルまたはパーフルオロヘキシルエチルのような１から約３０の炭素のパーフルオロアルキル基である。かかる化合物は、フルオロケミカル中間体“ ZONUL”のように、E．I．du Pont Nemours and Company(Wilmington，DE)からフルオロテロマー中間体として入手できる。また、Ｒは、Ｈ−Ｄ−ＧまたはＦ−Ｅ−Ｇであり、ここでＤは、−（ＣＨ₂）_b−；Ｅは、−（ＣＦ₂）_b−；Ｇは、−［Ａ−（ＣＨ₂）_c］_d−（ＣＨ₂）_e−、−［Ａ−（ＣＦ₂）_c］_d−（ＣＦ₂）_e−、−［Ａ−（ＣＦ₂）_c］_d−（ＣＨ₂）_e−または−［Ａ−（ＣＨ₂）_c］_d −（ＣＦ₂）_e−である。各Ａは、−Ｎ（Ｒ₃）−、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ₃）−、−ＣＯ₂−、−ＳＯ₂Ｎ（Ｒ₃ ）−、−Ｏ−および−Ｓ−からなる群から別々に選ばれ；ここでＲ₃は、Ｈ、Ｃ₁ −Ｃ₃₀のアルキル、またはＣ₁−Ｃ₃₀のパーフルオロアルキルであり；各ｂおよびｅは、別々に０または１から２９の正の整数であり、各ｃおよびｄは、別々に１から３０の正の整数であり、ｂ＋ｅ＋（ｃｘｄ）は３０以下である。したがって、Ｒは以下を含む：１）Ｈ（ＣＨ₂）_b−［Ａ−（ＣＨ₂）_c］_d−（ＣＨ₂）_e− ２）Ｆ（ＣＦ₂）_b−［Ａ−（ＣＦ₂）_c］_d−（ＣＦ₂）_e− ３）Ｈ（ＣＨ₂）_b−［Ａ−（ＣＦ₂）_c］_d−（ＣＦ₂）_e− ４）Ｆ（ＣＦ₂）_b−［Ａ−（ＣＨ₂）_c］_d−（ＣＨ₂）_e− ５）Ｈ（ＣＨ₂）_b−［Ａ−（ＣＦ₂）_c］_d−（ＣＨ₂）_e− ６）Ｈ（ＣＨ₂）_b−［Ａ−（ＣＨ₂）_c］_d−（ＣＦ₂）_e− ７）Ｆ（ＣＦ₂）_b−［Ａ−（ＣＨ₂）_c］_d−（ＣＦ₂）_e− ８）Ｆ（ＣＦ₂）_b−［Ａ−（ＣＦ₂）_c］_d−（ＣＨ₂）_e- さらに、Ｒは、６から約３０の炭素からなるアリールラジカルであり、フェニル、ナフチル、ビフェニル、等、または置換アリールラジカルを含む。代表的な置換体は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソプロピル、イソブチル、se c−ブチル、ｔ−ブチル、シクロプロピル、シクロブチル、等のような１から約２４の炭素からなるアルキル基；パーフルオロブチル、パーフルオロブチルメチル、パーフルオロヘキシルメチル、パーフルオロブチルエチル、またはパーフルオロフェニルエチルのような１から約２４の炭素からなるパーフルオロアルキル基；Ｎ（Ｒ₂）；Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ₂）；ＣＯ₂（Ｒ₃）；ＣＯ（Ｒ₃）；Ｆ；Ｃｌ；Ｂｒ；ＳＯ₂Ｎ（Ｒ₃）₂；Ｏ（Ｒ₂）；およびＳ（Ｒ₃）であり、ここで、Ｒ₃はＨ、Ｃ₁−Ｃ₂₀のアルキル、またはＣ₁−Ｃ₃₀のパーフルオロアルキルである。ＲがＲ₂および２価であるときは、−Ｄ−Ｇ−または−Ｅ−Ｇ−であり、ここでＤ、ＥおよびＧは上に定義している。この場合ｂ＋ｅ＋（ｃｘｄ）は、８以下である。Ｒは、上記式を１から１６に限定して表すことができ、ここで、最初のＦまたはＨは結合によって置換される。２つの末端結合は、式IIのＣＨ−（Ｘ）ａ−ＳＨに連結し、それによって、最初の炭素原子を有する環状構造を形成する。ここで、反応剤としては、テロマーＢチオシアネートおよびテロマーＢジスルフィドが好適である。これらの反応剤は、式IIIおよびIVの例であり、式中のａは１である。ここで使用される“テロマーＢチオシアネート”という用語は、Ｆ（ＣＦ₂）_x（ＣＨ₂）_y−ＳＣＮ、またはそれらの混合物を意味するものであり、ｘは４から２０であり、ｙは２である。ここで使用される“テロマーＢジスルフィド”という用語は、Ｆ（ＣＦ₂）_x（ＣＨ₂）_y−Ｓ−Ｓ−（ＣＨ₂）_x（ＣＦ₂)_y Ｆ、またはそれらの混合物を意味するものであり、ｘは４から２０、ｙは２である。パーフルオロヘキシル、パーフルオロオクチル、パーフルオロデシル、パーフルオロドデシルのように、式中のｘが６、８、１０または１２であることが好ましい。テロマーＢチオシアネートおよびテロマーＢジスルフィドにおけるｘに対して好適な炭素鎖の長さの分布は、それらが混合物として生じるときには、以下の通りである；１）Ｃ₄−６％、Ｃ₆−５６％、Ｃ₈−２６％、Ｃ₁₀−８％およびＣ₁₂−４％であり；２）Ｃ₄−０．２％、Ｃ₆−３３％、Ｃ₈−３５％、Ｃ₁₀−１９％およびＣ₁₂−１２．８％であり；３）Ｃ₄−０．２％、Ｃ₆−２％、Ｃ₈−５４％、Ｃ₁₀−３０％、Ｃ₁₂− １０％、Ｃ₁₄−３％およびＣ₁₆−０．８％である。本発明の方法は、典型的に非常に高い収率（９８−１００ｗｔ％）を提供する。例えば、チオール２−パーフルオロヘキシル−１−エタンチオールは、２−パーフルオロヘキシル−エタンチオシアネートまたはビス−（２−パーフルオロヘキシルエタン）−ジスルフィドのようなフルオロテロマー中間体の水素化分解により生じ、９８〜１００ｗｔ％の収率で得られる。本発明の方法に使用する触媒としては、チオシアネートの水素化分解のために VIII族の金属またはVIII族の金属の混合物を含む。VIII族の金属あるいはそれらの混合物、またはIB族、IIB族、IIIA族、IVA族、VA族およびVIA族からなる群またはそれらの混合物から選ばれる改質金属を、チオシアネートまたはジスルフィドの水素化分解に対して使用する。溶剤に不溶性である多孔性の不活性物質に担持させた触媒をこの方法に使用してもよい。触媒金属としては、Ｐｄ、Ｐｔ、およびＲｕが好ましく、改質金属としては、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓ、ＳｅおよびＴｅが好ましい。担体として有用な物質としては、活性炭、アルミナ、シリカ、アルミノ−シリケート、ジルコニア、チタニア、炭酸カルシウム、ゼオライト、およびマグネシアが挙げられる。改質金属が存在するときは、触媒は約１重量％から約２０重量％までのVIII族の金属および約０．１重量％から約５重量％までの改質金属を含み、その残りは担体成分である。改質剤が存在しないときは、触媒は約１重量％から約２０重量％までのVIII族の金属を含み、その残りは担体成分である。好適な組成としては、活性炭において１〜２０ｗｔ％のＰｄおよび０．１〜１ｗｔ％のＳｎである。VIII族の金属を使用に先立ち、水素のような還元剤で予め還元することも好ましい。本発明の方法において使用するのに適当な溶剤は、基質を溶解するかまたは少なくとも部分的に溶解し、かつ触媒、またはその担体を除いた生成物を完全に溶解する。溶剤は、望ましくない副生成物を形成し、そのため所望の生成物の回収をより複雑にさせる結果となるような水素化分解または還元的水素化を受けない。さらに適当な溶剤は、触媒の活性に相反する影響を与えない。２以上の誘電率を有する溶剤が好ましい。所望のチオールに関する反応速度および収率の点から最も優れた結果が、通常、大部分の極性溶剤を用いて得られる。適当な溶剤の例としては、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジクロロメタン、エチルアセテート、１，１−ビス（３，４−ジメチルフェニル）エタン、ｏ−ジクロロベンゼン、およびそれらと水との混合物であり、後者の溶剤の利点は、低い極性溶剤の場合に最も明らかになる。別法としては、溶剤なしで実施することができる。この方法は、代表的に、ヒーター、スターラーまたはシェーカー、圧力ならびに温度測定装置および計量ガス供給ライン（metered gas supply lines）に連結した入口／出口を備えた圧力容器において実施する。反応剤は、腐蝕性でないため、軟鋼またはステンレス鋼のような容易に入手できる安価な物質を反応器および補助器材に使用することができる。成分に関する以下の濃度範囲は、反応器への全充填を基準にした重量パーセントとして付与される。好適な範囲とは、反応器の容量および生成物の収量に関して、この方法の最も経済的な操作で得られたものである。反応器へのＲ−(Ｘ)_a −ＳＣＮまたはＲ−(Ｘ)_a−Ｓ−Ｓ−(Ｘ)_a−Ｒといった基質の最初の充填は、約５％から約９９．９％、代表的には３０％から６０％である。触媒は、約０．１％から約５％であり、もしあれば、その残りは、必要に応じて８０重量％までの水を含む溶剤である。基質の触媒に対するモル比は、代表的には、VIII 族の金属を含む触媒を基準にして、２５：１から２０００：１であってよい。反応器は、代表的に周囲圧力において非酸化ガスで数回パージされる。非酸化ガスとしては、最も安価であるために窒素ガスが好ましい。これに引き続き、水素で数回パージする。次いで、反応器を密閉し、撹拌または振とうにより充分に混合しながら、内容物を加熱して約５０℃から約２５０℃までの所望の温度にする。反応器は、８００〜１８００ＲＰＭで効率のよい撹拌を伴ってかき混ぜることが好ましい。次いで、水素圧を約１４×１０⁵から約７０×１０⁵Ｐａ間の所望のレベルに調節するけれども、反応器に危険のない範囲までの高い圧力を使用することができる。さらなる水素の消費が起こらなくまるまで、反応物を連続的にかき混ぜる一方で、温度と圧力を維持する。この方法のかかるステップの間、反応器を密閉し、反応において水素が消費されるにっれて水素を追加することにより水素圧を維持した。別法としては、水素化分解のステップを通して反応器中の水素圧を所望のレベルに維持しながら、反応器に水素を連続的に通した。この方法の間、パージのように水素ガスを使用することは有益である。例えば、チオシアネートの水素化分解からのＨＣＮといった、触媒に有害になり得る望ましくない副生成物を取り除くためであり、すなわち、触媒の活性寿命（active life）を延長することで触媒の性能を改善する。この方法に引き続き、水素の消費をモニターするか、または液体溶液を採取するかする。通常、この方法は、特定の基質、および反応を実施する温度ならびに圧力に依存して、約１から約１５時間で完了する。次いで、温度および圧力を室温条件に調節し、水素ガスが無くなるまで、反応器を非酸化ガスで数回パージする。次いで、反応器の圧力を抜き(discharged)、濾過、デカントまたは遠心分離することにより溶剤と生成物とから触媒を分離する。通常は、濾過が最も経済的であるために好ましい。次いで、蒸留または抽出により溶剤を分離する。通常、蒸留が最も簡単で、かつ最も経済的な方法である。前記の方法のいずれかにより回収された有機チオールを精製し、さらに慣用の方法により分析する。本発明の方法は、有機チオールを合成するのに有用である。有機チオールは洗浄剤の調製に対して、および例えば、アンギオンテンション−転換（arngiotens ion-converting）酵素の強力な阻害剤であるメルカプトアシルプロリン（これは高血圧および心疾患に対する治療に使用される）といった治療上の生成物のような種々の有機化合物を合成するための中間体として有用である。フッ素化チオールは、例えば、水面上の油の火災に対する火災消火（fire-extingu ishing）基質として、および紙製品または織物仕上に対する添加剤として有用である。実施例以降の実施例において、“転換”とは、消費されたＲ−(Ｘ)_a−ＳＣＮまたはＲ−(Ｘ)_a−Ｓ−Ｓ−(Ｘ)_a−Ｒのモル％を意味し；“選択性”とは、生成されたＲ−(Ｘ)_a−ＳＨのモル数を消費されたＲ−(Ｘ)_a−ＳＣＮまたはＲ−(Ｘ)_a−Ｓ −Ｓ−(Ｘ)_a−Ｒのモル数で割り、１００を掛けたものと定義する。収率は、最初のＲ−(Ｘ)_a−ＳＣＮまたはＲ−(Ｘ)_a−Ｓ−Ｓ−(Ｘ)_a−Ｒを基準にして、回収されたＲ−(Ｘ)_a−ＳＨのモル％である。実施例１２−パーフルオロヘキシル−エタンチオシアネート（II)の水素化分解による２−パーフルオロヘキシル−エタンチオール（Ｉ）の合成ヒーター、圧力ゲージならびに温度ゲージおよび計量ガス供給ラインに連結した入口／出口を備えた４００ｃｃのステンレス鋼シェーカーボンベ（shaker bomb）に、１５０ｇ（０．３７モル）の（Ｃ₆Ｆ₁₃ＣＨ₂ＣＨ₂ＳＣＮ）；２００ｇのテトラヒドロフラン（J.T.Bakerから市販されているA.C.S.試薬用）；２．０ｇの予め還元した触媒（活性炭に担持させた５ｗｔ％Ｐｄ−０．３ｗｔ％Ｓｎ）；および２．０ｇのビフェニル（Aldrich製）(ガスクロマトグラフィー分析のための内部標準)を充填した。基質／触媒のモル比は、Ｐｄ金属を基準にして３９４であった。ボンベを窒素で３回パージし、いかなる酸素も除去し、引き続き、水素で３回パージした。水素圧は、室温において約１４×１０⁵パスカルに調節し、次いで反応物を１２５℃にした。水素圧を２６．７×１０⁵パスカルまで増加し、次いでボンベを振とうさせ、さらに水素の消費が起こらなくなるまで（これには、約１２時間かかる）これらの条件を維持した。水素化分解が完了したとき、温度および圧力を周囲条件まで調節し、次いで、ボンベを窒素で３回パージすることにより、いかなる残留した水素も取り除いた。サンプルを移し、Ｇ．Ｃ．分析したところ、(II)は１００％転換され、（I）を生成する選択性が９８．２％であることを示した。ジスルフィドは検出されなかった。ボンベの圧力を抜き、内容物を濾過し、触媒を単離した。テトラヒドロフランは、周囲圧力で蒸留することにより回収した。生成物（I）を真空蒸留で精製したところ、回収収率９１％に相当する１２８ｇが得られた。Ｇ．Ｃ．およびプロトンＮＭＲによる分析では、生成物の純度が９９．９％であることを示した。実施例２２−パーフルオロヘキシル−エタンチオシアネート（II）の水素化分解による２−パーフルオロヘキシル−エタンチオール（I）の合成この実施例は、改質金属成分を混入しないＰｄ触媒を用いた効果を例示するものである。反応は、触媒が予め還元した、活性炭に担持させた５ｗｔ％Ｐｄ（２．０ｇ）であったことを除いて、実施例１で使用したような同様の物質および量を用いることで実施した。反応器および工程の条件は、実施例１で記述したものと同一である。水素化分解の完了時にサンプルを反応器から移し、Ｇ．Ｃ．分析したところ、(II)は７３．６％転換され、（I）を生成する選択性は２６．２％のみであり、およびジスルフィドを形成する選択性は５７．３％であることを示した。Ｐｄ触媒は、(II)の著しく少ない転換率および（I）の生成に対していっそう低い選択性を提供した。実施例１で得られたよりも、いっそう低い収率の（ I）を回収するために、大量のジスルフィドの形成は分離ステップが必要となる。実施例３ビス−（２−パーフルオロヘキシルエタン）−ジスルフィド（III）の水素化分解による２−パーフルオロヘキシル−メルカプトエタン（I）の合成最初に７０．１ｇ（０．０９３モル）の（III）(Ｃ₆Ｆ₁₃ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓ−)₂、５０ｇのテトラヒドロフラン、０．５ｇの予め還元した触媒（活性炭に担持させた５ｗｔ％Ｐｄ−０．３ｗｔ％Ｓｎ）、および２．０ｇのビフェニルを充填し、実施例１において記述した操作を実施した。基質／触媒のモル比は、３８８であった。水素化分解の完了時にサンプルをボンベから取り出し、次いで、Ｇ．Ｃ．により分析したところ、(III)は１００％転換され、(I)を生成する選択性が９２．８％であることを示した。実施例４−１０この方法において、異なる溶剤を使用して得られた結果を表１にまとめた。反応器および工程の条件は、実施例１において記述されたものと同一であり、実施例１で使用したような反応器に基質ならびに触媒を同じ量で添加した。表１異なる溶剤における（I）の水素化分解実施例１１２−パーフルオロヘキシル−エタンチオシアネート（II）の水素化分解による２−パーフルオロヘキシル−エタンチオール（I）の合成実施例１において記述したような４００ｃｃシェーカーボンベに、７５．０ｇ（０．１８５モル）の(II)、１００ｇのジクロロメタン、１００ｇの水、０．５ｇの予め還元した触媒（活性炭に担持させた５ｗｔ％Ｐｄ−０．３ｗｔ％Ｓｎ）および２．０ｇのビフェニル（Ｇ．Ｃ．分析のための内部標準）を充填した。操作は、反応を１５０℃、２６．７×１０⁵パスカルにおいて１２時間にわたって実施したこと以外は、実施例１に記述した通りである。反応の完了時にＧ．Ｃ．によりサンプルを分析したところ、(II)は１００％転換され、（I）を生成する選択性は９９％であることを示した。少量の（１％）のジスルフィドが存在することが分かった。実施例１２テロマーＢチアシアネートの水素化分解によるテロマーＢチオールの合成実施例１において記述したような４００ｃｃシェーカーボンベに、５４．５ｇ（０．１０８モル）のテロマーＢチオシアネート（Zonyl（登録商標）TTS、Ｍ. Ｗ.＝５０５）(E．I．du Pont de Nemours and Co．（Wilmington、DE）から提供された）、７ｇのジクロロメタン、７２ｇの水、０．２５ｇの予め還元した触媒（活性炭に担持させた５ｗｔ％Ｐｄ−０．５ｗｔ％Ｓｎ）および１．０ｇのビフェニル（Ｇ．Ｃ．分析のための内部標準）を充填した。操作は、実施例１１において記述したものと同様であった。反応の完了時にサンプルをＧ．Ｃ．分析したところ、テロマーＢチオシアネートは、９９％転換され、テロマーＢチオールを生成する選択性が９９．５％であることを示した。少量（０．５％）のテロマーＢジスルフィドも得られた。実施例１３ｎ−オクチルチオシアネート（II）の水素化分解によるｎ−オクチルチオール（I）の合成実施例１において記述したような４００ｃｃシェーカーボンベに、２０．０ｇ（０．１１７モル）の(II)、１８０ｇのテトラヒドロフラン、２．００ｇの予め還元した触媒（活性炭に担持させた５ｗｔ％Ｐｄ−０．５ｗｔ％Ｓｎ）、および１．０ｇのオルト−ジクロロベンゼン（Ｇ．Ｃ．分析のための内部標準）を充填した。水素圧を室温において２６．７×１０⁵Ｐａに調節し、次いで反応物を１５０℃にした。水素圧を７０×１０⁵Ｐａまで高め、かつ１２時間にわたって反応した。反応の最後に、Ｇ．Ｃ．によりサンプルを分析したところ、(I)（選択性９２％）およびｎ−オクチルジスルフィド（選択性６％）への（II）の転換が９９．６％であることを示した。実施例１４ベンジルジスルフィド（II）の水素化分解によるベンジルチオール（I）の合成実施例１において記述したような４００ｃｃシェーカーボンベに、１２．３ｇ（０．０５モル）の(II)、１００ｇのテトラヒドロフラン、１．０ｇの予め還元した触媒（活性炭に担持させた５ｗｔ％Ｐｄ−０．５ｗｔ％Ｓｎ）、および１．０ｇのビフェニル（Ｇ．Ｃ．分析のための内部標準）を充填した。水素圧を室温において２６．７×１０⁵Ｐａに調節し、次いで反応物を１５０℃にした。水素圧を７０×１０⁵Ｐａまで高め、かつ１２時間にわたって反応した。反応の最後に、Ｇ．Ｃ．によりサンプルを分析したところ、(I)（選択性８７％）およびトルエン（選択性１７％）への（II）の転換が９１％であることを示した。実施例１５２−パーフルオロヘキシル−エタンチオシアネート（II）の水素化分解による２−パーフルオロヘキシル−エタンチオール（I）の合成スターラー、熱電対、浸漬管(dip tube)、ガス入口／出口の継手（inlet and outlet couplings）を備えた１リットルのハステロイのオートクレーブに、２２５ｇ（０．５５５モル）の(II)、３００ｇのエチルアセテート、１．３ｇの還元した触媒（活性炭に担持させた５ｗｔ％Ｐｄ−０．５ｗｔ％Ｓｎ）、および３．００ｇのビフェニル（Ｇ．Ｃ．分析のための内部標準）を充填した。ボンベを窒素で３回パージし、いかなる酸素も取り除いた。オートクレーブを水素で２６．７×１０⁵Ｐａまで加圧し、１１００ＲＰＭで撹拌しながら、オートクレーブを通る水素の連続的なパージの間、水素供給質量流量（mass flow）コントローラーを０．３標準リットル／分に調節した。反応混合物を２６．７×１０⁵Ｐａの一定圧力において１７５℃まで加熱した。これらの条件下において４時間にわたり反応を実施し、次いで室温まで冷却した。次いで、混合物を窒素で６．７×１０⁵Ｐａまで加圧し、数回排気した。Ｇ．Ｃ．分析は、(II)の（I）への転換（選択性９６％）が１００％であることを示した。実施例１６テロマーＢチオシアネートの水素化分解によるテロマーＢチオールの合成実施例１５において記述したものと同様の１リットルのオートクレーブに、２１８ｇ（０．４３２モル）のテロマーＢチオシアネート（Zonyl TTS、Ｍ．Ｗ．＝５０５）(E．I．du Pont de Nemours and Co．（Wilmington、DE）から提供された)、２１８ｇのエチルアセテート、１．０ｇの予め還元した触媒（活性炭に担持させた５ｗｔ％Ｐｄ−０．５ｗｔ％Ｓｎ）、および３．００ｇのビフェニル（Ｇ．Ｃ．分析のための内部標準）を充填した。反応混合物を２６．７×１０⁵ Ｐａの一定圧力において、４時間にわたって１７５℃まで加熱した。Ｇ．Ｃ．分析は、テロマーＢチオール（選択性９９％）およびテロマーＢジスルフィド（選択性１％）へのテロマーＢチオシアネートの転換が１００％であることを示した。実施例１７テロマーＢチオシアネートの水素化分解によるテロマーＢチオールの合成４６．７×１０⁵Ｐａの一定の水素圧において、１．５時間にわたって１７５ ℃で加熱したことを除いて、実施例１６と同様のオートクレーブおよび反応剤を使用した。Ｇ．Ｃ．分析は、テロマーＢチオール（選択性９９％）およびテロマーＢジスルフィド（選択性１％）へのテロマーＢチオシアネートの転換が１００％であることを示した。実施例１８テロマーＢチオシアネートの水素化分解によるテロマーＢチオールの合成オートクレーブ、反応剤および条件は、１．０ｇの予め還元した触媒（活性炭に担持させた５ｗｔ％Ｐｄ−０．５ｗｔ％Ｓｎ）を活性炭に担持させた予め還元した５ｗｔ％Ｐｄに置き換えることを除いて、実施例１７と同様であった。Ｇ．Ｃ．分析は、テロマーＢチオール（選択性８９％）およびテロマーＢジスルフィド（選択性１０％）へのテロマーＢチオシアネートの転換が９１％であることを示した。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９８年４月２１日（１９９８．４．２１）【補正内容】明細書チオールへの有機チオシアネートおよび有機ジスルフィドの触媒水素化分解発明の分野本発明は、有機チオシアネートおよび有機ジスルフィドを触媒水素化分解してチオールを生成するための方法に関するものである。発明の背景有機チオール合成に対する慣用の方法は、還元剤としてリチウムアルミニウムハイドライドまたはＺｎ−ＨＣｌのようなヒドリドを使用し、有機チオシアネートまたはスルフィドをチオールに転換する。チオール合成に対する通常の工業的方法は、アルキルハライドとチオ尿素との反応を伴い、イソチウロニウム塩を生じ、これをアルカリまたは高分子量のアミンで分解しチオールを生じる。チオ尿素は被爆の危険がある発癌性物質であり、安全性のためにインシネレーターのような特定かつ高価な器具が必要となる。米国特許第5,202,443号に記載の方法では、治療用の化合物の合成における最終段階で、パラジウム−炭素触媒を用いた水素化分解によりチオシアネート誘導体を相当するチオールに転換する。改質（modifier）金属は使用されていない。高いレベルの触媒の使用においてでさえも、比較的低い収率となる。米国特許第 5,493,058号では、遷移金属スルフィド触媒を使用したジメチルジスルフィドの触媒水素化分解によるメチルメルカプタンの合成を開示している。チオシアネートおよびジスルフィドから高い収率で有機チオールを合成するための、経済的かつ環境的に許容できる方法に対する要望がある。本発明の方法は、この要望を満たすものである。発明の要旨本発明は、式ＩまたはIIのチオールを合成するための方法を具えるものであり、Ｒ₁−(Ｘ)_a−ＳＨＩ、または（式中、Ｘは、（ＣＨ₂）_mであり、ｍは１または２であり；ａは、０または１であり；請求の範囲１．以下の式ＩまたはIIのチオールを合成するための方法であって、Ｒ₁−(Ｘ)_a−ＳＨＩ、または（式中、Ｘは、（ＣＨ₂）_mであり、ｍは１または２であり；ａは、０または１であり；Ｒ₁は、必要に応じてＣ₁−Ｃ₃₀のパーフルオロアルキルで置換されたＣ₁−Ｃ₃₀の直鎖の、枝分かれの、または環状のアルキル；Ｃ₁−Ｃ₃₀のパーフルオロアルキル；Ｈ−Ｄ−ＧまたはＦ−Ｅ−Ｇ、ここで、Ｄは、―（ＣＨ₂）_b―；Ｅは、−（ＣＦ₂）_b−；Ｇは、−［Ａ−（ＣＨ₂）_c］_d−（ＣＨ₂）_e−、−［Ａ−（ＣＦ₂）_c］_d−（ＣＦ₂）_e−、−［Ａ−（ＣＦ₂）_c］_d−（ＣＨ₂）_e−または−［Ａ−（ＣＨ₂）_c］_d −（ＣＦ₂）_e−であり；ここで、各Ａは、−Ｎ（Ｒ₃）−、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ₃） −、−ＣＯ₂−、−ＳＯ₂Ｎ（Ｒ₃）−、−Ｏ−および−Ｓ−からなる群から別々に選ばれ；ここでＲ₃は、Ｈ、Ｃ₁−Ｃ₃₀のアルキル、またはＣ₁−Ｃ₃₀のパーフルオロアルキルであり；各ｂおよびｅは、別々に０または１から２９の正の整数であり、各ｃおよびｄは、別々に１から３０の正の整数であり、但し、ｂ＋ｅ＋（ｃｘｄ）は３０以下であり；および必要に応じてＣ₁−Ｃ₂₄のアルキル、Ｃ₁−Ｃ₂₄のパーフルオロアルキル、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｎ（Ｒ₃）₂、ＣＯＮ（Ｒ₃）₂、ＣＯ₂(Ｒ₃)、ＣＯ(Ｒ₃)、ＳＯ₂Ｎ（Ｒ₃ ）₂、Ｏ（Ｒ₃）またはＳ（Ｒ₃）で置換されたＣ₆−Ｃ₃₀のアリールであり、ここで、Ｒ₃は、Ｈ、Ｃ₁−Ｃ₃₀のアルキルまたはＣ₁−Ｃ₃₀のパーフルオロアルキルであり；およびＲ₂は、−Ｄ−Ｇ−または−Ｅ−Ｇ−であり、ここでＤ、ＥおよびＧは、上に定義した通りであり、ｂ＋ｅ＋（ｃｘｄ）は８以下であり；前記方法は、水素とＡ．式IIIのチオシアネートＲ−(Ｘ)_a−ＳＣＮ III またはＢ．式IVのジスルフィドＲ−（Ｘ)_a−Ｓ−Ｓ−(Ｘ)_a−Ｒ IV （式中、Ｒは、上に定義したようなＲ₁またはＲ₂であり、Ｘおよびａは、上に定義した通りである）との反応であって、チオシアネートとの反応はVIII族の金属またはそれらの混合物を含む触媒の存在下において実施され；チオシアネートまたはジスルフィドとの反応はIB族、IIB族、IIIA族、IVA族およびVA族の金属あるいはそれらの混合物からなる群から選ばれる改質金属の存在下におけるVIII族の金属またはそれらの混合物を含む触媒を用いて実施され、前記触媒は多孔性の不溶性担体上に存在することを特徴とする方法。２．前記VIII族の触媒は、Ｐｄ、ＰｔおよびＲｕからなる群から選ばれ、かつ前記改質金属は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓ、ＳｅおよびＴｅからなる群から選ばれることを特徴とする請求項１に記載の方法。３．前記触媒に対する担体は、活性炭、アルミナ、シリカ、シリカアルミナ、ジルコニア、チタニア、炭酸カルシウム、ゼオライトまたはマグネシアであることを特徴とする請求項２に記載の方法。４．前記VIII族の金属の触媒は、１重量％から２０重量％まで存在し、かつ改質金属は、０．１重量％から５重量％まで存在することを特徴とする請求項３に記載の方法。５．前記チオシアネートまたはジスルフィドは、５重量％から９９．９重量％まで存在し、かつ前記触媒は０．１から５重量％まで存在することを特徴とする請求項４に記載の方法。６．５０℃から２５０℃までの温度および１４×１０⁵から７０×１０⁵Ｐａまでの圧力において、撹拌しながら実施することを特徴とする請求項５に記載の方法。７．誘電率が２より大きい溶剤中で実施することを特徴とする請求項６に記載の方法。８．前記溶剤はエチルアセテートであり、かつ前記触媒は活性炭上で予め還元されたＰｄ／Ｓｎであることを特徴とする請求項７に記載の方法。９．前記チオシアネートがテロマーＢチオシアネートであるか、またはジスルフィドがテロマーＢジスルフィドであることを特徴とする請求項８に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０７Ｃ 323/03 Ｃ０７Ｃ 323/03 // Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００

Claims

【特許請求の範囲】１．以下の式ＩまたはIIのチオールを合成するための方法であって、Ｒ₁−(Ｘ)_a−ＳＨＩ、または（式中、Ｘは、(ＣＨ₂)_mであり、ｍは１または２であり；ａは、０または１であり；Ｒ₁は、必要に応じてＣ₁−Ｃ₃₀のパーフルオロアルキルで置換されたＣ₁−Ｃ₃₀の直鎖の、枝分かれの、または環状のアルキル；Ｃ₁−Ｃ₃₀のパーフルオロアルキル；Ｈ−Ｄ−ＧまたはＦ−Ｅ−Ｇ、ここで、Ｄは、―（ＣＨ₂）_b―；Ｅは、−（ＣＦ₂）_b−；Ｇは、−［Ａ−（ＣＨ₂）_c］_d−（ＣＨ₂）_e−、−［Ａ−（ＣＦ₂）_c］_d−（ＣＦ₂）_e−、−［Ａ−（ＣＦ₂）_c］_d−（ＣＨ₂）_e−または−［Ａ−（ＣＨ₂）_c］_d −（ＣＦ₂）_e−であり；ここで、各Ａは、−Ｎ（Ｒ₃）−、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ₃） −、−ＣＯ₂−、−ＳＯ₂Ｎ（Ｒ₃）−、−Ｏ−および−Ｓ−からなる群から別々に選ばれ；ここでＲ₃は、Ｈ、Ｃ₁−Ｃ₃₀のアルキル、またはＣ₁−Ｃ₃₀のパーフルオロアルキルであり；各ｂおよびｅは、別々に０または１から２９の正の整数であり、各ｃおよびｄは、別々に１から３０の正の整数であり、但し、ｂ＋ｅ＋（ｃｘｄ）は３０以下であり；および必要に応じてＣ₁−Ｃ₂₄のアルキル、Ｃ₁−Ｃ₂₄のパーフルオロアルキル、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｎ（Ｒ₃）₂、ＣＯＮ（Ｒ₃）₂、ＣＯ₂(Ｒ₃)、ＣＯ(Ｒ₃)、ＳＯ₂Ｎ（Ｒ₃）₂、Ｏ（Ｒ₃）またはＳ（Ｒ₃）で置換されたＣ₆−Ｃ₃₀のアリールであり、ここで、Ｒ₃は、Ｈ、Ｃ₁−Ｃ₃₀のアルキルまたはＣ₁−Ｃ₃₀のパーフルオロアルキルであり；およびＲ₂は、−Ｄ−Ｇ−または−Ｅ−Ｇ−であり、ここでＤ、ＥおよびＧは、上に定義した通りであり、但し、ｂ＋ｅ＋（ｃｘｄ）は８以下であり；前記方法は、水素とＡ．式IIIのチオシアネートＲ−(Ｘ)_a−ＳＣＮ III またはＢ．式IVのジスルフィドＲ−(Ｘ)_a−Ｓ−Ｓ−(Ｘ)_a−Ｒ IV （式中、Ｒは、上に定義したようなＲ₁またはＲ₂であり、Ｘおよびａは、上に定義した通りである）との反応であって、チオシアネートとの反応はVIII族の金属またはそれらの混合物を含む触媒の存在下において実施され；チオシアネートまたはジスルフィドとの反応はIB族、IIB族、IIIA族、IVA族、VA族およびVIA族の金属あるいはそれらの混合物からなる群から選ばれる改質金属の存在下におけるVIII族の金属またはそれらの混合物を含む触媒を用いて実施され、前記触媒は多孔性の不溶性担体上に存在することを特徴とする方法。２．前記VIII族の触媒は、Ｐｄ、ＰｔおよびＲｕからなる群から選ばれ、かつ前記改質金属は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓ、ＳｅおよびＴｅからなる群から選ばれることを特徴とする請求項１に記載の方法。３．前記触媒に対する担体は、活性炭、アルミナ、シリカ、シリカアルミナ、ジルコニア、チタニア、炭酸カルシウム、ゼオライトまたはマグネシアであることを特徴とする請求項２に記載の方法。４．前記VIII族の金属の触媒は、約１重量％から２０重量％まで存在し、かつ改質金属は、０．１重量％から約５重量％まで存在することを特徴とする請求項３に記載の方法。５．前記チオシアネートまたはジスルフィドは、約５重量％から約９９．９重量％まで存在し、かつ前記触媒は約０．１から約５重量％まで存在することを特徴とする請求項４に記載の方法。６．約５０℃から約２５０℃までの温度および約１４×１０⁵から約７０×１０⁵Ｐａまでの圧力において、撹拌しながら実施することを特徴とする請求項５に記載の方法。７．誘電率が２より大きい溶剤中で実施することを特徴とする請求項６に記載の方法。８．前記溶剤はエチルアセテートであり、かつ前記触媒は活性炭上で予め還元されたＰｄ／Ｓｎであることを特徴とする請求項７に記載の方法。９．前記チオシアネートがテロマーＢチオシアネートであるか、またはジスルフィドがテロマーＢジスルフィドであることを特徴とする請求項８に記載の方法。