JP2002220373A - ２−（４−ピリジル）エタンチオールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２−（４−ピリジル）エタンチオールを容易
に製造する方法を提供する。 【解決手段】 酸を含有している水性媒体中で、４−ビ
ニルピリジンとチオ尿素を反応させてイソチウロニウム
塩を含む溶液を生成させ、次いでこの溶液をアルカリ性
にしてイソチウロニウム塩を２−（４−ピリジル）エタ
ンチオールに転化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、４−ビニルピリジ
ン及びチオ尿素とから２−（４−ピリジル）エタンチオ
ールを製造する方法の改良に関するものである。２−
（４−ピリジル）エタンチオールは、医薬や農薬等の合
成中間体として有用な化合物であり、またフェノールと
アセトンとの縮合によりビスフェノールＡを製造する際
の触媒の変性剤としても有用な化合物である。

【０００２】

【従来の技術】ピリジルアルキルチオール類の合成につ
いては従来から多くの報文が公表されているが、２−
（４−ピリジル）エタンチオールの合成に関してはジャ
ーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー（Ｊ．Ｏｒ
ｇ．Ｃｈｅｍ．）２６，８２（１９６１）に記載されて
いる、エタノール溶媒中でパラトルエンスルホン酸の存
在下に４−ビニルピリジンとチオ尿素とを反応させてイ
ソチウロニウム塩を生成させ、次いでこれをアンモニア
水中で２−（４−ピリジル）エタンチオールに転化させ
る方法が実用的であると考えられており、この方法の改
良が進められている（特開平１１−２２８５４０号公報
及び特開平１１−２５５７４８号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の４−ビニルピリ
ジンとチオ尿素とをエタノール中で反応させる方法の問
題点の一つは、反応中に生成したイソチウロニウム塩が
析出して反応液がスラリー状となるため、反応装置に強
力な撹拌手段を設ける必要があることである。また他の
問題点は反応液から固液分離によりイソチウロニウム塩
を回収し、洗浄及び乾燥してから次工程であるアンモニ
ア水による２−（４−ピリジル）エタンチオールへの転
化を行わなければならず、操作が煩雑で、かつ長時間を
要することである。更に、反応溶媒としてエタノール等
のアルコール系の有機溶剤を用いるため、多量の有機廃
棄物が発生し、環境に対する負荷も大きい。

【０００４】従って本発明はこのような問題のない２−
（４−ピリジル）エタンチオールの製造方法を提供しよ
うとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らはこの反応の
中間体であるイソチウロニウム塩が水溶性であることに
着目し、水性媒体中で４−ビニルピリジンとチオ尿素と
を反応させたところ、途中でイソチクロニウム塩を単離
・精製することなく、しかもエタノール中で反応させた
場合と同等の収率で、２−（４−ピリジル）エタンチオ
ールを製造し得ることを見出し、本発明を完成した。

【０００６】すなわち本発明によれば、酸を含有してい
る水性媒体中で４−ビニルピリジンとチオ尿素を反応さ
せてイソチウロニウム塩を含む溶液を生成させ、次いで
この溶液をアルカリ性にしてイソチウロニウム塩を２−
（４−ピリジル）エタンチオールに転化させることによ
り、簡単な操作で且つ収率よく２−（４−ピリジル）エ
タンチオールを製造することができる。また、反応媒体
が水性媒体を用いているため有機廃棄物も少なくでき
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明では、水性媒体中で、酸の
存在下に、４−ビニルピリジンとチオ尿素とを反応させ
てイソチウロニウム塩を生成させる。反応は下記のよう
に進行する。

【０００８】

【化１】

【０００９】酸としてはパラトルエンスルホン酸、ベン
ゼンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸などの
有機酸や、硫酸、塩酸、硝酸などの一般的な無機酸を用
いればよい。好ましくは取り扱いの容易なパラトルエン
スルホン酸、ベンゼンスルホン酸などの芳香族スルホン
酸や硫酸を用いる。中でもパラトルエンスルホン酸又は
硫酸を用いるのが好ましい。

【００１０】酸は４−ビニルピリジンに対し上記式で示
される化学量論量以上となるように用いるが、大過剰に
用いると副反応を起す可能性があるので、４−ビニルピ
リジンに対し４当量以下、特に３当量以下となるように
用いるのが好ましい。なお、水性媒体中における酸の濃
度は、反応操作の容易性が損われない限度で高い方が好
ましく、パラトルエンスルホン酸であれば５〜５０重量
％、特に２０〜４０重量％程度が好ましい。

【００１１】また、チオ尿素は化学量論量ないしこれよ
り若干過剰に用いるが、通常は４−ビニルピリジンに対
して１．５当量以下、特に１．３当量以下が好ましい。
反応は水性媒体中に酸とチオ尿素を加えて溶解させたの
ち、撹拌下に４−ビニルピリジンを滴下して実施すれば
よく、好ましくは窒素などの不活性ガス雰囲気下、３０
〜１００℃、特に５０〜１００℃の加温条件下で１〜１
０時間程度行えばよい。

【００１２】イソチウロニウム塩の生成反応が完了した
ならば、反応液を５０℃以下に冷却し、これにアルカリ
を加えて液性をアルカリ性とし、イソチウロニウム塩を
２−（４−ピリジル）エタンチオールに転化させる。ア
ルカリとしては水酸化ナトリウムなどを用いることもで
きるが、アンモニアを用いるのが好ましい。アンモニア
を用いると反応は下記のように進行する。

【００１３】

【化２】

【００１４】アンモニアの所要量はイソチウロニウム塩
に対して化学量論上は２倍モルであるが反応を十分に進
行させるにはアンモニアを過剰に、通常はイソチウロニ
ウム塩の３倍モル以上用いるのが好ましい。なお、イソ
チウロニウム塩溶液中には前工程で過剰に用いた酸も存
在しているので、過剰に用いた酸を中和するのに要する
量に加えて、原料として用いた４−ビニルピリジンの３
〜１５倍モル、特に３〜５倍モルのアンモニアを用いる
のが好ましい。アンモニアの使用量が多過ぎると一般に
収率が低下するが、これは生成した２−（４−ピリジ
ル）エタンチオールが副反応を起すためと思われる。な
お、アンモニアは通常は取扱いの容易なアンモニア水と
して用いるが、その濃度は後続する濾過及び抽出工程で
の操作性を考慮して決定すればよい。

【００１５】イソチウロニウム塩から２−（４−ピリジ
ル）エタンチオールへの転化反応は、撹拌下３０〜７０
℃で０．５〜１０時間程度で完了する。しかし、アルカ
リ添加時の液温が高いと副反応が起きて収率が低下する
傾向があるので、アルカリ添加に際しては液温を５０℃
未満に保持するのが好ましい。ただし液温が低いと転化
反応速度は遅くなる。収率の低下を避け、かつ転化反応
を促進するには、少なくとも中和点に達するまでは液温
を５０℃未満に保持し、次いで５０℃以上に昇温するの
が好ましい。反応終了後は、酸として芳香族スルホン酸
を用いた場合は、反応生成液を１０℃程度まで冷却し
て、副生したグアニジニウム塩を析出させ、更にクロロ
ホルム等の抽出溶媒を加えて濾過し、不溶物を除去す
る。濾滓はさらに抽出溶媒で洗浄し、洗浄液は濾液と合
体させる。次いで濾液を分液し、抽出溶媒相を回収す
る。酸として硫酸等の無機酸を用いた場合は冷却によっ
てグアニジウム塩は析出しないので、この場合は濾過を
省略して、直接有機溶媒による抽出操作を行えばよい。

【００１６】どちらの場合も、水相は更に抽出溶媒で抽
出し、得られた抽出溶媒相を先に得られた抽出溶媒相と
合体する。これから抽出溶媒を留去したのち残液を減圧
蒸留すると、目的とする２−（４−ピリジル）エタンチ
オールを得ることができる。

【００１７】

【実施例】以下に実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実
施例によって限定されるものではない。 ＜実施例１＞温度計、ジムロート冷却管及び滴下漏斗を
備えた内容積１００ｍｌの四つ口フラスコに、パラトル
エンスルホン酸−水和物（キシダ化学製）１５．７６ｇ
（０．０８２８モル）、チオ尿素（和光純薬製）３．０
０ｇ（０．０３９５モル）及び水３０ｍｌを仕込んで溶
解させた。窒素雰囲気下で７０℃まで加熱し、この温度
を維持しながら４−ビニルピリジン（東京化成製）４．
１３ｇ（０．０３９２モル）を約３０分間かけて滴下し
た。引続き８０℃まで昇温させ、この温度で３時間反応
させた。

【００１８】反応終了後、反応生成液を２０℃まで冷却
した。固体は析出しなかった。この反応生成液に、２８
％アンモニア水１２．４１ｇ（アンモニアとして０．２
２９モル）を発熱に注意しながら約３０分間かけて滴下
した。次いで６０℃まで昇温させ、この温度で１時間反
応させた。５℃まで冷却してクロロホルム１０ｍｌを加
え、濾過して固体を除去した。濾液を分液し、水相にク
ロロホルム１０ｍｌを加えて抽出する操作を４回反復し
た。全てのクロロホルム相を一緒にし、その一部をガス
クロマトグラフを用いて分析したところ、２−（４−ピ
リジル）エタンチオールの収量が４．４２ｇ（０．０３
１７モル）であることが判明した。この時の４−ビニル
ピリジンに対する収率は８０．９％であった。このクロ
ロホルム溶液から、減圧下クロロホルムを留去したの
ち、残液を減圧蒸留した。沸点８７〜８８℃／２．２ｍ
ｍＨｇで２−（４−ピリジル）エタンチオール３．８４
ｇ（０．０２７５モル）が得られた。４−ビニルピリジ
ンに対する収率は７０．３％であった。 ＜実施例２＞温度計、ジムロート冷却管及び滴下漏斗を
備えた内容積２００ｍｌの四つ口フラスコに、チオ尿素
６．００ｇ（０．０７８９モル）及び水１９．２ｍｌを
仕込んだ。窒素雰囲気下で内温を室温に保ちながら攪拌
下で９５％硫酸１７．１ｇを約３０分間かけて滴下し
た。滴下終了後、６０℃まで加熱し、この温度を維持し
ながら４−ビニルピリジン８．３８ｇ（０．０７８９モ
ル）を発熱に注意しながら約３０分間で滴下し、引続き
６０℃で３時間反応させた。

【００１９】反応終了後、反応生成液を２０℃まで冷却
し、１時間保持した。この反応生成液に、１４％アンモ
ニア水４８．０ｇ（アンモニアとして０．３９５モル）
を発熱に注意しながら添加した。滴下終了後、反応液を
６０℃まで昇温し、１時間反応させた。所定時間反応
後、室温まで放冷したところ、反応液は２層に分離した
（上層：２−（４−ピリジル）エタンチオール、下層：
水）が、結晶は見られなかった。この液を分液して上層
を採取し、更に水層をトルエン各２０ｇで３回抽出を行
った。得られた抽出液と上層液とを合わせた溶液をガス
クロマトグラフにより分析したところ、２−（４−ピリ
ジル）エタンチオールの収量は８．７４ｇ（０．０６２
８モル）であった。４−ビニルピリジンに対する収率は
７９．６％であった。

【００２０】実施例３ 実施例１と全く同様にして、パラトルエンスルホン酸を
含む水溶液中でチオ尿素と４−ビニルピリジンとを反応
させた。反応生成液を４０℃に冷却したのち、液温を４
０〜４２℃に保持しながらこれに２８％アンモニア水１
２．４１ｇ（アンモニアとして０．２２９モル）を３０
分間かけて滴下し、次いで６０℃に昇温してこの温度で
１時間反応させた。以後は実施例１と全く同様にしてク
ロロホルムで抽出し、得られたクロロホルム相を分析し
たところ、２−（４−ピリジル）エタンチオールの収量
は４．３２ｇ（０．０３１０モル）で、４−ビニルピリ
ジンに対する収率は７９．１％であった。

【００２１】実施例４ 実施例１と全く同様にして、パラトルエンスルホン酸を
含む水溶液中でチオ尿素と４−ビニルピリジンとを反応
させた。この反応生成液を６０℃に冷却したのち、液温
を６０〜６３℃に保持しながらこれに２８％アンモニア
水１２．４１ｇ（アンモニアとして０．２２９モル）を
３０分間かけて滴下し、更にこの温度で１時間反応させ
た。以後は実施例１と全く同様にしてクロロホルムで抽
出し、得られたクロロホルム相を分析したところ、２−
（４−ピリジル）エタンチオールの収量は２．６９ｇ
（０．０１９３モル）で、４−ビニルピリジンに対する
収率は４９．３％であった。 ＜比較例１＞Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，２６，８２（１
９６１）の記載に準じて、４−ビニルピリジンとチオ尿
素とから２−（４−ピリジル）エタンチオールを製造し
た。

【００２２】温度計、ジムロート冷却管及び滴下漏斗を
備えた内容積２００ｍｌの四つ口フラスコに、パラトル
エンスルホン酸−水和物２０．９ｇ（０．１１モル）、
チオ尿素３．８ｇ（０．０５モル）及びエタノール５０
ｍｌを仕込んだ。窒素雰囲気下、撹拌しながら昇温して
パラトルエンスルホン酸及びチオ尿素を溶解させた。引
続き７０℃まで昇温させ、この温度を維持しながら４−
ビニルピリジン５．２５ｇ（０．０５モル）を約３０分
間かけて滴下した。還流下に３時間反応させたのち反応
生成液を５℃まで冷却した。濾過して生成したイソチウ
ロニウム塩を回収し、室温のエーテル３０ｍｌで洗浄
し、更にエーテル／エタノール混合液（１：１）６０ｍ
ｌで洗浄したのち、減圧乾燥した。イソチウロニウム塩
の収量は２３．５ｇ（０．０４５モル）で、収率８９．
６％であった。

【００２３】２５％アンモニア水１２．２ｇ（アンモニ
アとして０．１７９モル）と水１８．３ｍｌの混合溶液
に上記のイソチウロニウム塩を加えて溶解し、６０℃で
３０分間反応させた。冷却したのちクロロホルム１２．
１ｍｌを加え、濾過して固体を除去した。濾液を分液
し、水相にクロロホルム１０ｍｌを加えて抽出する操作
を８回反復した。全てのクロロホルム相を一緒にし、減
圧下にクロロホルムを留去したのち、残液を減圧蒸留し
た。沸点８７−８８℃／２．２ｍｍＨｇで２−（４−ピ
リジル）エタンチオール４．５ｇ（０．０３２モル）が
得られた。４−ビニルピリジンに対する収率は６４％で
あり、文献記載の６４．８％とほぼ一致していた。 ＜比較例２＞温度計、ジムロート冷却管及び滴下漏斗を
備えた内容積５００ｍｌの四つ口フラスコに、パラトル
エンスルホン酸−水和物１１９．８ｇ（０．６３モ
ル）、チオ尿素２２．８ｇ（０．３０モル）及び２−プ
ロパノール３３６ｍｌを仕込んだ。窒素雰囲気下、撹拌
しながら７０℃に昇温して、４−ビニルピリジン３１．
５ｇ（０．３０モル）を発熱に注意しながら約３０分間
かけて滴下した。滴下中に反応液中に結晶が生成した。
滴下終了後、還流下に３時間反応させたのち反応生成液
を５℃まで冷却した。析出したイソチウロニウム塩を濾
過して回収し、２−プロパノール各６５ｍｌを用いて２
回洗浄を行い、過剰のパラトルエンスルホン酸を除去し
た。得られた塩は減圧乾燥して、１４８．６ｇ（０．２
８３モル）のイソチウロニウム塩を得た。収率は９４．
２％であった。

【００２４】このイソチウロニウム塩３４．７ｇ（０．
０６６モル）を、２８％アンモニア水２２．３１ｇ（ア
ンモニアとして０．３６７モル）と水３３．７ｍｌの混
合液に溶解し、６０℃で１時間反応させた。冷却した
後、トルエン２０ｍｌを加え、濾過して生成塩を分離除
去した。２層になった濾液を分液し、水相をトルエン各
２０ｍｌで５回抽出を繰り返した。全てのトルエン相を
一緒にし、この溶液をガスクロマトグラフで分析したと
ころ、２−（４−ピリジル）エタンチオールの収量は
７．５１ｇ（０．０５４モル）であった。４−ビニルピ
リジンに対する収率は７６．９％となった。 ＜結果の評価＞上記の実施例と比較例を対比することに
より、以下の諸点が判明する。 （１）比較例においてはイソチウロニウム塩が析出する
ため、その分離や洗浄の操作が必要であるが、実施例で
は溶解した状態で、そのまま次の分解工程へ進むことが
できる。 （２）比較例においてはエタノールやイソプロパノール
が反応媒体として用いられるため、反応後にはこれらが
有機廃棄物となるが、実施例では水系での反応となり、
有機廃棄物とはならない。

【００２５】

【発明の効果】本発明により、操作が簡便で、かつ有機
性の廃棄物発生量の少ない、２−（４−ピリジル）エタ
ンチオールの製造方法が提供される。特にイソチウロニ
ウム塩を含む溶液にアルカリを添加してイソチウロニウ
ム塩を２−（４−ピリジル）エタンチオールに転換する
際に、アルカリの添加を低温で行うことにより、副反応
を抑制して高収率で２−（４−ピリジル）エタンチオー
ルを生成させることができる。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸を含有している水性媒体中で４−ビニ
   ルピリジンとチオ尿素を反応させてイソチウロニウム塩
   を含む溶液を生成させ、次いでこの溶液をアルカリ性に
   してイソチウロニウム塩を２−（４−ピリジル）エタン
   チオールに転化させることを特徴とする２−（４−ピリ
   ジル）エタンチオールの製造方法。
2. 【請求項２】 酸がパラトルエンスルホン酸であること
   を特徴とする請求項１記載の２−（４−ピリジル）エタ
   ンチオールの製造方法。
3. 【請求項３】 酸が硫酸であることを特徴とする請求項
   １記載の２−（４−ピリジル）エタンチオールの製造方
   法。
4. 【請求項４】 イソチウロニウム塩を含む溶液にアンモ
   ニア水を添加してアルカリ性にすることを特徴とする請
   求項１ないし３のいずれかに記載の２−（４−ピリジ
   ル）エタンチオールの製造方法。
5. 【請求項５】 イソチウロニウム塩を含む溶液をアルカ
   リ性にするに際し、溶液の温度を５０℃以下に保持する
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
   ２−（４−ピリジル）エタンチオールの製造方法。
6. 【請求項６】 イソチウロニウム塩を含む溶液をアルカ
   リ性にするに際し、少なくとも中和点に達するまで溶液
   の温度を５０℃未満に保持し、次いで５０℃以上に昇温
   させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに
   記載の２−（４−ピリジル）エタンチオールの製造方
   法。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の方
   法により製造した２−（４−ピリジル）エタンチオール
   を用いてイオン交換樹脂を変性してなるビスフェノール
   −Ａ製造用触媒。