JP2010208990A - Method of producing sulfone compound - Google Patents

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Masayuki Kirihara
正之 桐原
Junya Yamamoto
純也 山本
Takuya Noguchi
拓也 野口
Atsushi Ito
惇 伊藤
Yoshinari Monma
良成 門馬
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DNP Fine Chemicals Fukushima Co Ltd
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DNP Fine Chemicals Fukushima Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an industrially advantageous method of easily producing a highly pure sulfone compound at a high yield using safe reagents. <P>SOLUTION: The method of producing a sulfone compound represented by formula (2): R<SP>1</SP>-SO<SB>2</SB>-R<SP>2</SP>, by oxidizing a sulfide compound by hydrogen peroxide employs niobium carbide as a reaction catalyst. Tantalum carbide used in the reaction can repeatedly be reused by recovering it after the completion of the reaction. In the formula, R<SP>1</SP>and R<SP>2</SP>may be the same or different and each represent an alkyl group that may contain a substituent, an aryl group that may contain a substituent, a heterocyclic group that may contain a substituent, an aralkyl group that may contain a substituent, or an alkenyl group that may contain a substituent, provided that R<SP>1</SP>and R<SP>2</SP>may bind to each other constituting a part of the ring structure. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、スルフィド化合物の酸化反応によりスルホン化合物を得る工業的に有用な製造方法に関する。 The present invention relates to an industrially useful production method for obtaining a sulfone compound by oxidation reaction of a sulfide compound.

スルホン化合物は、化学的または生物学的に極めて有用な化合物であり、これまでに数多くの合成例が報告されている。その合成法として、スルフィド化合物の酸化による方法が一般的に知られている。酸化反応に用いられる酸化剤としては、過酸化水素、過酢酸、ヒドロペルオキシド、ペルオキソ二硫酸塩、過マンガン酸塩、過ホウ酸ナトリウムなどが挙げられる(非特許文献1〜4)。 The sulfone compounds are extremely useful compounds chemically or biologically, and many examples of synthesis have been reported so far. As a synthesis method thereof, a method by oxidation of a sulfide compound is generally known. Examples of the oxidizing agent used in the oxidation reaction include hydrogen peroxide, peracetic acid, hydroperoxide, peroxodisulfate, permanganate, and sodium perborate (Non-Patent Documents 1 to 4).

酸化剤の中で、過酸化水素は安全に貯蔵することができ、しかも安価に入手することが可能であるためスルフィド化合物からの工業的なスルホン化合物合成には有用であるといえる。更に、過酸化水素は水や種々の有機溶媒への溶解性が高いうえ、反応後は水となることから、汎用性が高く環境面からも好適な酸化剤として多用されている(非特許文献5、6)。 Among the oxidizing agents, hydrogen peroxide can be safely stored and can be obtained at a low cost, so it can be said that it is useful for industrial sulfone compound synthesis from sulfide compounds. Furthermore, hydrogen peroxide has high solubility in water and various organic solvents, and becomes water after the reaction. Therefore, hydrogen peroxide is widely used as an oxidizing agent that is highly versatile and suitable from the viewpoint of the environment (non-patent literature). 5, 6).

しかし、過酸化水素は酸化力が弱く、スルフィド化合物によっては効率よく酸化することが困難であるという問題があった。このため、スルフィド化合物を過酸化水素と反応させてスルホン化合物を製造する方法として、金属触媒を用いる方法が知られている。該金属触媒として用いられる金属種としては、バナジウム、チタン、モリブデン、テルル、タングステン、セレン、鉄、タンタル、ニオブなどが挙げられる(非特許文献7〜9、特許文献1)。 However, hydrogen peroxide has a weak oxidizing power, and there is a problem that it is difficult to efficiently oxidize depending on the sulfide compound. For this reason, a method using a metal catalyst is known as a method for producing a sulfone compound by reacting a sulfide compound with hydrogen peroxide. Examples of the metal species used as the metal catalyst include vanadium, titanium, molybdenum, tellurium, tungsten, selenium, iron, tantalum, and niobium (Non-Patent Documents 7 to 9 and Patent Document 1).

しかしながら、これら金属触媒を用いる方法では、金属触媒自体に強い人体毒性が認められるものがあり、実用化の観点からすれば必ずしも満足できるものではなかった。更には、これら金属触媒は、高価であるにも関わらず一般的に均一系での反応であるため、反応後回収して再利用することが極めて困難であった。また、一部の金属触媒は、反応中に分解してしまうということも再利用を困難にする要因であり、改良の余地があった。 However, in some methods using these metal catalysts, strong metal toxicity is observed in the metal catalyst itself, which is not always satisfactory from the viewpoint of practical use. Furthermore, since these metal catalysts are generally a reaction in a homogeneous system despite being expensive, it has been extremely difficult to recover and reuse them after the reaction. In addition, some metal catalysts are decomposed during the reaction, which makes it difficult to reuse, and there is room for improvement.

金属種として毒性の少ないニオブを触媒に用いた例としては、スルフィド化合物を不斉酸化して光学活性なスルホキシド化合物を製造する方法が報告されている(特許文献2)。この方法は、ニオブを中心金属としたサレン系錯体化合物を触媒とし、スルフィド化合物を尿素−過酸化水素付加物で不斉酸化して光学活性なスルホキシド化合物を得るというものである。しかし、この方法は光学活性なスルホキシドを得る目的に開発された技術であり、複雑な構造のキラル錯体を用いているため工業的規模での酸化反応には適さないという問題があった。また、スルフィド化合物からスルホキシド化合物を得るものであり、スルホン化合物を製造するために応用できるものではなかった。 As an example of using niobium having a low toxicity as a metal species as a catalyst, a method for producing an optically active sulfoxide compound by asymmetric oxidation of a sulfide compound has been reported (Patent Document 2). In this method, a salen complex compound having niobium as a central metal is used as a catalyst, and a sulfide compound is asymmetrically oxidized with a urea-hydrogen peroxide adduct to obtain an optically active sulfoxide compound. However, this method is a technique developed for the purpose of obtaining optically active sulfoxide, and has a problem that it is not suitable for an oxidation reaction on an industrial scale because a chiral complex having a complicated structure is used. Moreover, a sulfoxide compound is obtained from a sulfide compound, and cannot be applied to produce a sulfone compound.

近年になって、毒性の少ないタンタル化合物を触媒として用い、過酸化水素酸化によりスルフィド化合物からスルホキシド化合物またはスルホン化合物を得るという報告がなされている。用いるタンタル触媒としては、五塩化タンタル、ペンタエトキシタンタルという5価のタンタル触媒が挙げられている(特許文献3、非特許文献10)。しかし、この方法では、五塩化タンタル、ペンタエトキシタンタルは、反応系中で用いる溶媒に溶解しており均一な状態で反応が進行する。そのため、反応終了後にこれらタンタル触媒を回収して再利用することが出来ないという欠点があった。更には、五塩化タンタルやペンタエトキシタンタルは高価な試薬であるということもあり、工業的規模での利用には不利であるという欠点があった。 In recent years, it has been reported that a sulfoxide compound or a sulfone compound is obtained from a sulfide compound by oxidation with hydrogen peroxide using a toxic tantalum compound as a catalyst. Examples of the tantalum catalyst used include pentavalent tantalum catalysts such as tantalum pentachloride and pentaethoxytantalum (Patent Literature 3, Non-Patent Literature 10). However, in this method, tantalum pentachloride and pentaethoxytantalum are dissolved in the solvent used in the reaction system, and the reaction proceeds in a uniform state. Therefore, there has been a drawback that these tantalum catalysts cannot be recovered and reused after the reaction is completed. Furthermore, tantalum pentachloride and pentaethoxy tantalum are expensive reagents, and are disadvantageous for use on an industrial scale.

Bull.Chem.Soc.Jpn.,54,793(1981).Bull. Chem. Soc. Jpn. , 54, 793 (1981). Tetrahedron Lett,24,1505(1983).Tetrahedron Lett, 24, 1505 (1983). J.Org.Chem.,45,3634(1980).J. et al. Org. Chem. 45, 3634 (1980). Org.Synth.,64,157(1985).Org. Synth. 64, 157 (1985). J.Chem.Soc.,1961,5339.J. et al. Chem. Soc. , 1961, 5339. J.Am.Chem.Soc.,71,2248(1949).J. et al. Am. Chem. Soc. 71, 2248 (1949). J.Org.Chem.,28,1140(1963).J. et al. Org. Chem. , 28, 1140 (1963). Synthesis,1978,299.Synthesis, 1978, 299. J.Org.Chem.,50,1784(1985).J. et al. Org. Chem. , 50, 1784 (1985). Tetrahedron Lett,50,1180(2009).Tetrahedron Lett, 50, 1180 (2009). 特開2003−300950号公報JP 2003-300950 A 特開2004−323445号公報JP 2004-323445 A 特開2008−239490号公報JP 2008-239490 A

従って、本発明の課題は、スルフィド化合物を過酸化水素を酸化剤として用いて対応するスルホン化合物を製造する方法において、毒性の少ない安価でしかも再利用可能な酸化反応触媒を用いることにより、安全かつ効率的にスルホン化合物を得る工業的製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a corresponding sulfone compound by using a sulfide compound as an oxidizing agent by using a low-toxic and inexpensive reusable oxidation reaction catalyst. An object of the present invention is to provide an industrial production method for efficiently obtaining a sulfone compound.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、酸化反応触媒に炭化ニオブを用いることで、スルフィド化合物から効率的にスルホン化合物が得られることを見出した。また、この反応系は完全なる中性条件であり、反応基質の構造中に酸あるいはアルカリに影響を受けやすい官能基が存在していても、本技術を問題なく応用できることを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a sulfone compound can be efficiently obtained from a sulfide compound by using niobium carbide as an oxidation reaction catalyst. Further, the present inventors have found that this reaction system is completely neutral, and that the present technology can be applied without any problem even if a functional group susceptible to acid or alkali is present in the structure of the reaction substrate.

炭化ニオブは、超硬合金の原料として用いられるのが一般的であり、高温時の硬度低下が少なく、非常に摩耗しにくいことから、主にドリル、エンドミル、ホブ、フライス、旋盤、ピニオンカッターなど金属加工用切削工具の材料として使用されている。それゆえ、過去に有機合成反応における反応触媒として用いられた前例がない。それは、炭化ニオブが水や有機溶媒に不溶であり、しかも酸、アルカリにも安定であることから反応触媒として作用するという着眼がなかったことを意味する。発明者らは、炭化ニオブのスルフィド化合物に対する酸化触媒活性を見出し、更には炭化ニオブが不均一の状態で触媒として作用しており、反応終了後は反応混合物から分離して再び触媒として利用可能である事実を見出し、本発明を完成させるに至った。 Niobium carbide is generally used as a raw material for cemented carbide, has a low hardness drop at high temperatures, and is very hard to wear, so it is mainly used for drills, end mills, hobbings, milling machines, lathes, pinion cutters, etc. It is used as a material for cutting tools for metal processing. Therefore, there is no precedent used as a reaction catalyst in organic synthesis reactions in the past. That means that niobium carbide was insoluble in water and organic solvents, and also stable to acids and alkalis, so that it did not have any focus on acting as a reaction catalyst. The inventors have found oxidation catalyst activity of niobium carbide for sulfide compounds, and niobium carbide acts as a catalyst in a heterogeneous state, and can be separated from the reaction mixture and used again as a catalyst after completion of the reaction. A certain fact was found and the present invention was completed.

すなわち、本発明は次の方法により達成された。
一般式(1)で表されるスルフィド化合物を過酸化水素により酸化して、下記一般式(2)で表されるスルホン化合物を製造する方法において、炭化ニオブを触媒に用いることを特徴とするスルホン合物の製造方法。
That is, the present invention has been achieved by the following method.
A sulfone characterized in that niobium carbide is used as a catalyst in a method for producing a sulfone compound represented by the following general formula (2) by oxidizing the sulfide compound represented by the general formula (1) with hydrogen peroxide. Compound manufacturing method.

Figure 2010208990
(一般式(1)において、R1及びRは、同一でも異なっていてもよく、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、置換基を有していてもよいアラルキル基及び置換基を有していてもよいアルケニル基を表す。また、R1とRが結合して環構造の一部を形成していてもよい。)
Figure 2010208990
(In General Formula (1), R 1 and R 2 may be the same or different, and may be an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a substituent. Represents an optionally substituted heterocyclic group, an optionally substituted aralkyl group and an optionally substituted alkenyl group, wherein R 1 and R 2 are bonded to form a ring structure; It may form part.)

Figure 2010208990
(一般式(2)において、R1及びRは、一般式(1)におけるR1及びRと同義である。)
Figure 2010208990
(In the general formula (2), R 1 and R 2 have the same meanings as R 1 and R 2 in the general formula (1).)

本発明によれば、過酸化水素によるスルフィド化合物の酸化反応において、毒性ない炭化ニオブを酸化反応の触媒として使用することにより、スルホン化合物を容易に得ることができる。また、所望の反応を終えた後に、使用した炭化ニオブは回収して再利用することが可能で、廃棄物の極めて少ない工業的に有利なスルホン化合物の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a sulfone compound can be easily obtained by using non-toxic niobium carbide as a catalyst for an oxidation reaction in an oxidation reaction of a sulfide compound with hydrogen peroxide. Further, after the desired reaction is completed, the used niobium carbide can be recovered and reused, and an industrially advantageous method for producing a sulfone compound with very little waste can be provided.

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳述するが、本発明はこれにより限定されるものではない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.

本発明において、用いられるスルフィド化合物は、一般式(1)中のRおよびRが、同一でも異なっていてもよく、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、置換基を有していてもよいアラルキル基及び置換基を有していてもよいアルケニル基を表す。また、RとRが結合して環構造の一部を形成していてもよい。 In the present invention, in the sulfide compound used, R 1 and R 2 in the general formula (1) may be the same or different, and may have an alkyl group or a substituent which may have a substituent. An aryl group that may be substituted, a heterocyclic group that may have a substituent, an aralkyl group that may have a substituent, and an alkenyl group that may have a substituent. R 1 and R 2 may be bonded to form part of the ring structure.

一般式(1)中のR1およびR2が、置換基を有していてもよいアルキル基の場合、その具体的例としては、炭素数1〜32の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基であり、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−オクチル、トリデシル等を挙げることができる。それらアルキル基は置換基を有していてもよく、その置換基の具体例としてはハロゲン原子、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、複素環基、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、複素環オキシ基、シリルオキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、シクロアルキルオキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、カルバモイルオキシ基、スルファモイルオキシ基、アルカンスルホニルオキシ基、アレーンスルホニルオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、アニリノ基、複素環アミノ基、カルボンアミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、ウレイド基、スルホンアミド基、スルファモイルアミノ基、イミド基等を挙げることができる。 In the case where R 1 and R 2 in the general formula (1) are an alkyl group which may have a substituent, specific examples thereof include a linear or branched alkyl group having 1 to 32 carbon atoms. Yes, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, s-butyl, t-butyl, n-octyl, tridecyl and the like can be mentioned. These alkyl groups may have a substituent. Specific examples of the substituent include a halogen atom, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a heterocyclic group, a cyano group, a hydroxyl group, a nitro group, and an alkoxy group. , Aryloxy group, heterocyclic oxy group, silyloxy group, acyloxy group, alkoxycarbonyloxy group, cycloalkyloxycarbonyloxy group, aryloxycarbonyloxy group, carbamoyloxy group, sulfamoyloxy group, alkanesulfonyloxy group, arene Sulfonyloxy group, acyl group, alkoxycarbonyl group, cycloalkyloxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, carbamoyl group, amino group, anilino group, heterocyclic amino group, carbonamido group, alkoxycarbonylamino group, aryl Alkoxycarbonylamino group, a ureido group, a sulfonamido group, a sulfamoylamino group, and imide group.

一般式(1)中のR1およびR2が、置換基を有していてもよいアリール基の場合、その具体的例としては、炭素数6〜32のアリール基であり、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基等が挙げられる。それらアリール基は置換基を有していてもよく、その置換基の具体例としては前記アルキル基の置換基と同様の基を挙げることができる。 In the case where R 1 and R 2 in the general formula (1) are an aryl group which may have a substituent, a specific example thereof is an aryl group having 6 to 32 carbon atoms, for example, a phenyl group , 1-naphthyl group, 2-naphthyl group and the like. These aryl groups may have a substituent, and specific examples of the substituent include the same groups as the substituents of the alkyl group.

一般式(1)中のR1およびR2が、置換基を有していてもよい複素環基の場合、その具体例としては炭素数1〜32の、5〜8員環の複素環基で、例えば、2−チエニル基、2−ピリジル基、4−ピリジル基、2−フリル基、2−ピリミジニル基、2−ベンゾチアゾリル基、2−ピペラジル基、2−ピペリジル基、1−イミダゾリル基、1−ピラゾリル基、モルホリノ基、2−ベンゾイミダゾリル基、ベンゾトリアゾール−2−イル基等が挙げられる。それら複素環基は置換基を有していてもよく、その置換基の具体例としては前記アルキル基の置換基と同様の基を挙げることができる。 When R 1 and R 2 in the general formula (1) are an optionally substituted heterocyclic group, specific examples thereof include a 5- to 8-membered heterocyclic group having 1 to 32 carbon atoms. For example, 2-thienyl group, 2-pyridyl group, 4-pyridyl group, 2-furyl group, 2-pyrimidinyl group, 2-benzothiazolyl group, 2-piperazyl group, 2-piperidyl group, 1-imidazolyl group, 1 -A pyrazolyl group, a morpholino group, a 2-benzimidazolyl group, a benzotriazol-2-yl group and the like can be mentioned. These heterocyclic groups may have a substituent, and specific examples of the substituent include the same groups as the substituents of the alkyl group.

一般式(1)中のR1およびR2が、置換基を有していてもよいアラルキル基の場合、前記置換基を有してもよいアルキル基と前記置換基を有してもよいアリール基とから構成されるものが挙げられ、その具体例としては、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルブチル基等が挙げられる。それらアラルキル基は置換基を有していてもよく、その置換基の具体例としては前記アルキル基の置換基と同様の基を挙げることができる。 When R 1 and R 2 in the general formula (1) are an aralkyl group which may have a substituent, an alkyl group which may have the substituent and an aryl which may have the substituent Examples thereof include benzyl group, phenylethyl group, phenylbutyl group and the like. These aralkyl groups may have a substituent, and specific examples of the substituent include the same groups as the substituents of the alkyl group.

一般式(1)中のR1およびR2が、置換基を有していてもよいアルケニル基の場合、その具体例としてはエテニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−メチルエテニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1−メチル−1−プロペニル基、2−メチル−1−プロペニル基、1−メチル−2−プロペニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、1−デセニル基、2−シクロペンテニル基、2−シクロヘキセニル基等の直鎖状、分枝鎖状または環状のアルケニル基が挙げられる。それらアルケニル基は置換基を有していてもよく、その置換基の具体例としては前記アルキル基の置換基と同様の基を挙げることができる。 When R 1 and R 2 in the general formula (1) are alkenyl groups which may have a substituent, specific examples thereof include ethenyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group, 1-methylethenyl group. 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1-methyl-1-propenyl group, 2-methyl-1-propenyl group, 1-methyl-2-propenyl group, 1-pentenyl group, 2- Examples thereof include linear, branched or cyclic alkenyl groups such as a pentenyl group, a 3-pentenyl group, a 1-hexenyl group, a 1-decenyl group, a 2-cyclopentenyl group, and a 2-cyclohexenyl group. These alkenyl groups may have a substituent, and specific examples of the substituent include the same groups as the substituents of the alkyl group.

本発明において得られるスルホン化合物は、一般式(2)中のR1およびR2が、同一でも異なっていてもよく、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、置換基を有していてもよいアラルキル基及び置換基を有していてもよいアルケニル基を表す。また、R1とRが結合して環構造の一部を形成していてもよい。アルキル基、アリール基、複素環基、アラルキル基及びアルケニル基の具体例としては、前記一般式(1)のスルフィド化合物で挙げたものを同様に挙げることができ、またそれらに有していてもよい置換基としても前記一般式(1)のスルフィド化合物で挙げたものと同様の置換基を挙げることができる。 In the sulfone compound obtained in the present invention, R 1 and R 2 in the general formula (2) may be the same or different, and may have an alkyl group or a substituent which may have a substituent. An aryl group that may be substituted, a heterocyclic group that may have a substituent, an aralkyl group that may have a substituent, and an alkenyl group that may have a substituent. R 1 and R 2 may be bonded to form a part of the ring structure. As specific examples of the alkyl group, aryl group, heterocyclic group, aralkyl group and alkenyl group, those exemplified for the sulfide compound of the general formula (1) can be mentioned in the same manner. Examples of the good substituent include the same substituents as those mentioned for the sulfide compound of the general formula (1).

本発明において用いられる炭化ニオブは、市販されているものを前処理することなくそのまま用いることができる。炭化ニオブの使用量としては、基質であるスルフィド化合物に対して、0.001〜1.0当量の範囲で用いることが好ましく、より好ましくは0.01〜0.5当量の範囲である。 The niobium carbide used in the present invention can be used as it is without pretreatment of a commercially available one. The amount of niobium carbide used is preferably in the range of 0.001 to 1.0 equivalent, more preferably in the range of 0.01 to 0.5 equivalent, relative to the sulfide compound as the substrate.

本発明において反応に用いられた炭化ニオブは、反応混合物からろ過などの操作により分離して回収し、何度でも再利用することが可能である。炭化ニオブは、それ自体反応によって変性や分解が生じず、しかもほとんどの反応溶媒に不溶でありほぼ完全に回収できることが、本発明における極めて有利な点である。 The niobium carbide used for the reaction in the present invention can be separated and recovered from the reaction mixture by an operation such as filtration and reused any number of times. It is a very advantageous point in the present invention that niobium carbide itself is not modified or decomposed by the reaction, is insoluble in most reaction solvents and can be recovered almost completely.

本発明において用いられる過酸化水素水の濃度は、3〜50%の濃度が好ましい。ただし、過酸化水素の濃度が高くなるにしたがい爆発の危険性が高まるため、より好ましくは3〜35%の範囲である。また、過酸化水素の使用量は、基質であるスルフィド化合物に対して、0.9〜30.0当量の範囲が好ましく、より好ましくは1.0〜20.0当量の範囲である。 The concentration of the hydrogen peroxide solution used in the present invention is preferably 3 to 50%. However, since the risk of explosion increases as the concentration of hydrogen peroxide increases, it is more preferably in the range of 3 to 35%. Moreover, the usage-amount of hydrogen peroxide has the preferable range of 0.9-30.0 equivalent with respect to the sulfide compound which is a substrate, More preferably, it is the range of 1.0-20.0 equivalent.

本発明において用いられる反応溶媒は、特に限定されるものではないが、好まし溶媒としては、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、アルコール類、エステル類、ケトン類、ニトリル類、エーテル類、カルボン酸類、ハロゲン系溶媒、アミド系溶媒及び水を挙げることができる。また、先に例示した反応溶媒は、任意の組み合わせによる混合系でも用いることができる。この中で特に好ましい溶媒としては、アルコール類及びニトリル類である。その具体例として、アルコール類としてはメタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロパノール、ニトリル類ではアセトニトリル、プロピオニトリルを挙げることができ、それら反応溶媒を用いると特に高い反応成績を得ることができる。 The reaction solvent used in the present invention is not particularly limited, but preferred solvents include aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, alcohols, esters, ketones, nitriles, ethers. , Carboxylic acids, halogen solvents, amide solvents and water. Moreover, the reaction solvent illustrated previously can be used also in the mixed system by arbitrary combinations. Of these, particularly preferred solvents are alcohols and nitriles. Specific examples thereof include methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, and nitriles as alcohols, and acetonitrile and propionitrile. When these reaction solvents are used, particularly high reaction results can be obtained.

本発明において、反応温度は特に限定されないが、−50〜120℃の範囲が好ましく、−10〜80℃の範囲が特に好ましい。 In the present invention, the reaction temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of −50 to 120 ° C., particularly preferably in the range of −10 to 80 ° C.

本発明において、反応時間はスルフィド化合物の構造、炭化ニオブの使用量、過酸化水素の使用量ならびに濃度、反応温度などによって様々であり特に限定されるものではないが、1分間〜60時間の範囲が好ましく、5分間〜48時間の範囲が特に好ましい。 In the present invention, the reaction time varies depending on the structure of the sulfide compound, the amount of niobium carbide used, the amount and concentration of hydrogen peroxide used, the reaction temperature, and the like, and is not particularly limited, but ranges from 1 minute to 60 hours. The range of 5 minutes to 48 hours is particularly preferable.

前記した反応系によって、単純かつ安全な試薬を用いて、工業的にしかも容易に実施可能な方法で、スルフィド化合物から対応するスルホン化合物を極めて効率的に得ることが出来る。 With the reaction system described above, the corresponding sulfone compound can be obtained from the sulfide compound very efficiently by a method that can be carried out industrially and easily using a simple and safe reagent.

本発明により製造したスルホン化合物は、副生する不純物等が少なく、精製も容易である。シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製できることは勿論のこと、反応を終えた反応混合物から、蒸留によってスルホン化合物を取り出すことが可能である。また、反応混合物から炭化ニオブをろ過などの操作で分離して、その後用いた反応溶媒を留去した後、適当な有機溶媒あるいは水に再結晶して取り出すことも可能である。あるいは、反応混合物の状態でスルホン化合物が晶析する場合、固液分離を行い、次いでスルホン化合物を適当な溶媒で溶解させた後、炭化ニオブをろ過などの操作で分離して、その後適当な有機溶媒あるいは水に置き換え再結晶して取り出すこともできる。但し、本発明は前述した蒸留の有無、再結晶の有無、固液分離操作の有無及び用いる装置等に何ら限定されるものではない。 The sulfone compound produced according to the present invention has few by-produced impurities and is easily purified. Of course, the sulfone compound can be removed by distillation from the reaction mixture after the reaction, which can be purified by silica gel column chromatography. It is also possible to separate niobium carbide from the reaction mixture by an operation such as filtration and then distill off the reaction solvent used, and then recrystallize it in a suitable organic solvent or water and take it out. Alternatively, when the sulfone compound is crystallized in the state of the reaction mixture, solid-liquid separation is performed, and then the sulfone compound is dissolved in an appropriate solvent, and then the niobium carbide is separated by an operation such as filtration, and then the appropriate organic It can be replaced with a solvent or water and recrystallized. However, the present invention is not limited to the above-described presence / absence of distillation, presence / absence of recrystallization, presence / absence of solid-liquid separation operation, and apparatus used.

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において用いた炭化ニオブは、株式会社高純度化学研究所製のものである。また、NMRデータは、日本電子株式会社製JNM−EX400(400MHz)を用いて測定した。マススペクトルデータは、株式会社島津製作所製GCMS−QP1100EXを用い、EI法で測定した。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the niobium carbide used in the examples is manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd. The NMR data was measured using JNM-EX400 (400 MHz) manufactured by JEOL Ltd. Mass spectrum data was measured by the EI method using GCMS-QP1100EX manufactured by Shimadzu Corporation.

(実施例1 メチルフェニルスルホンの合成)
室温下、チオアニソール124.0mg(1.0mmol)をエタノール2mlに溶解し、炭化ニオブ4.2mg(0.04mmol)を加えた後に、30%過酸化水素水518.5mg(4.5mmol)を加え、60℃ に加温して2時間45分攪拌を行なった。その後、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液6mlを加え、水層と有機層を分離し、酢酸エチル3mlで3回抽出した。有機層をプールし、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。酢酸エチルをロータリーエバポレーターで濃縮し、粗生成物159.7mgを得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)により精製し、メチルフェニルスルホン154.2mg、収率98.8%で得た。外観は、白色固形物であった。
H−NMR(CDCl3)δ:3.06(3H,s),7.55−7.59(3H,m),7.93−7.95(2H,m).
MS(m/z):156(M).
Example 1 Synthesis of methylphenylsulfone
At room temperature, 124.0 mg (1.0 mmol) of thioanisole was dissolved in 2 ml of ethanol, 4.2 mg (0.04 mmol) of niobium carbide was added, and 518.5 mg (4.5 mmol) of 30% aqueous hydrogen peroxide was added. In addition, the mixture was heated to 60 ° C. and stirred for 2 hours and 45 minutes. Thereafter, 6 ml of a saturated aqueous sodium thiosulfate solution was added, the aqueous layer and the organic layer were separated, and extracted three times with 3 ml of ethyl acetate. The organic layers were pooled, washed with saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. Ethyl acetate was concentrated by a rotary evaporator to obtain 159.7 mg of a crude product. The obtained crude product was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 1: 1) to obtain 154.2 mg of methylphenylsulfone in a yield of 98.8%. The appearance was a white solid.
< 1 > H-NMR (CDCl3) [delta]: 3.06 (3H, s), 7.55-7.59 (3H, m), 7.93-7.95 (2H, m).
MS (m / z): 156 (M <+> ).

(実施例2 アリルフェニルスルホンの合成)
室温下、アリルフェニルスルフィド151.2mg(1.0mmol)をメタノール2mlに溶解し、炭化ニオブ4.2mg(0.04mmol)を加えた後に、30%過酸化水素水512.4mg(4.5mmol)を加え、60℃ に加温して3時間15分攪拌を行なった。その後、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液6mlを加え、水層と有機層を分離し、酢酸エチル3mlで3回抽出した。有機層をプールし、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。酢酸エチルをロータリーエバポレーターで濃縮し、粗生成物187.2mgを得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)により精製し、アリルフェニルスルホン179.2mg、収率97.6%で得た。外観は、無色油状物であった。
H−NMR(CDCl3)δ:3.80−3.82(2H,d,J=7.3Hz),5.12−5.34(2H,dd,J=17.0,10.2Hz),5.74−5.83(1H,m),7.53−7.57(3H,m),7.86−7.89(2H,m).
MS(m/z):183(M).
Example 2 Synthesis of Allylphenylsulfone
At room temperature, 151.2 mg (1.0 mmol) of allyl phenyl sulfide was dissolved in 2 ml of methanol, 4.2 mg (0.04 mmol) of niobium carbide was added, and then 512.4 mg (4.5 mmol) of 30% aqueous hydrogen peroxide. The mixture was heated to 60 ° C. and stirred for 3 hours and 15 minutes. Thereafter, 6 ml of a saturated aqueous sodium thiosulfate solution was added, the aqueous layer and the organic layer were separated, and extracted three times with 3 ml of ethyl acetate. The organic layers were pooled, washed with saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. Ethyl acetate was concentrated on a rotary evaporator to obtain 187.2 mg of a crude product. The obtained crude product was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 1: 1) to obtain 179.2 mg of allylphenylsulfone in a yield of 97.6%. The appearance was a colorless oil.
1 H-NMR (CDCl 3) δ: 3.80-3.82 (2H, d, J = 7.3 Hz), 5.12-5.34 (2H, dd, J = 17.0, 10.2 Hz) , 5.74-5.83 (1H, m), 7.53-7.57 (3H, m), 7.86-7.89 (2H, m).
MS (m / z): 183 (M <+> ).

(実施例3 p−メトキシフェニルメチルスルホンの合成)
室温下、p−メトキシチオアニソール153.9mg(1.0mmol)をエタノール2mlに溶解し、炭化ニオブ4.0mg(0.04mmol)を加えた後に、30%過酸化水素水514.8mg(4.5mmol)を加え、60℃ に加温して5時間攪拌を行なった。その後、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液6mlを加え、水層と有機層を分離し、酢酸エチル3mlで3回抽出した。有機層をプールし、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。酢酸エチルをロータリーエバポレーターで濃縮し、粗生成物186.0mgを得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)により精製し、p−メトキシフェニルメチルスルホン182.7mg、収率98.2%で得た。外観は、白色固形物であった。
H−NMR(CDCl3)δ:3.03(3H,s),3.89(3H,s),7.01−7.04(2H,dt,J=8.8Hz),7.86−7.90(2H,dt,J=9.0Hz).
MS(m/z):186(M).
Example 3 Synthesis of p-methoxyphenylmethylsulfone
At room temperature, 153.9 mg (1.0 mmol) of p-methoxythioanisole was dissolved in 2 ml of ethanol, 4.0 mg (0.04 mmol) of niobium carbide was added, and 514.8 mg (4. 5 mmol) was added, and the mixture was heated to 60 ° C. and stirred for 5 hours. Thereafter, 6 ml of a saturated aqueous sodium thiosulfate solution was added, the aqueous layer and the organic layer were separated, and extracted three times with 3 ml of ethyl acetate. The organic layers were pooled, washed with saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. Ethyl acetate was concentrated by a rotary evaporator to obtain 186.0 mg of a crude product. The obtained crude product was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 1: 1) to obtain 182.7 mg of p-methoxyphenylmethylsulfone in a yield of 98.2%. The appearance was a white solid.
1 H-NMR (CDCl 3) δ: 3.03 (3H, s), 3.89 (3H, s), 7.01-7.04 (2H, dt, J = 8.8 Hz), 7.86- 7.90 (2H, dt, J = 9.0 Hz).
MS (m / z): 186 (M <+> ).

(実施例4 p−アセチルフェニルメチルスルホンの合成)
室温下、p−(メチルチオ)アセトフェノン167.1mg(1.0mmol)をエタノール2mlに溶解し、炭化ニオブ4.1mg(0.04mmol)を加えた後に、30%過酸化水素水512.0mg(4.5mmol)を加え、60℃ に加温して22時間攪拌を行なった。その後、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液6mlを加え、水層と有機層を分離し、酢酸エチル3mlで3回抽出した。有機層をプールし、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。酢酸エチルをロータリーエバポレーターで濃縮し、粗生成物207.4mgを得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)により精製し、p−アセチルフェニルメチルスルホン171.3mg、収率90.1%で得た。外観は、白色固形物であった。
H−NMR(CDCl3)δ:2.67(3H,s),3.08(3H,s),8.04−8.06(2H,d,J=8.5Hz),8.12−8.14(2H,d,J=8.5Hz).
MS(m/z):198(M).
Example 4 Synthesis of p-acetylphenylmethylsulfone
At room temperature, 167.1 mg (1.0 mmol) of p- (methylthio) acetophenone was dissolved in 2 ml of ethanol, and 4.1 mg (0.04 mmol) of niobium carbide was added thereto. 0.5 mmol), and the mixture was heated to 60 ° C. and stirred for 22 hours. Thereafter, 6 ml of a saturated aqueous sodium thiosulfate solution was added, the aqueous layer and the organic layer were separated, and extracted three times with 3 ml of ethyl acetate. The organic layers were pooled, washed with saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. Ethyl acetate was concentrated by a rotary evaporator to obtain 207.4 mg of a crude product. The obtained crude product was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 1: 1) to obtain 171.3 mg of p-acetylphenylmethylsulfone in a yield of 90.1%. The appearance was a white solid.
1 H-NMR (CDCl 3) δ: 2.67 (3H, s), 3.08 (3H, s), 8.04-8.06 (2H, d, J = 8.5 Hz), 8.12- 8.14 (2H, d, J = 8.5 Hz).
MS (m / z): 198 (M <+> ).

(実施例5 ベンジルフェニルスルホンの合成)
室温下、ベンジルフェニルスルフィド200.4mg(1.0mmol)をエタノール2mlに溶解し、炭化ニオブ4.2mg(0.04mmol)を加えた後に、30%過酸化水素水512.1mg(4.5mmol)を加え、60℃ に加温して4時間攪拌を行なった。その後、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液6mlを加え、水層と有機層を分離し、酢酸エチル3mlで3回抽出した。有機層をプールし、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。酢酸エチルをロータリーエバポレーターで濃縮し、粗生成物230.2mgを得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)により精製し、ベンジルフェニルスルホン224.0mg、収率96.0%で得た。外観は、白色固形物であった。
H−NMR(CDCl3)δ:4.38(2H,s),7.07−7.08(2H,m),7.23−7.29(3H,m),7.42−7.46(2H,m),7.59−7.64(3H,m).
MS(m/z):232(M).
Example 5 Synthesis of benzyl phenyl sulfone
At room temperature, 200.4 mg (1.0 mmol) of benzyl phenyl sulfide was dissolved in 2 ml of ethanol, 4.2 mg (0.04 mmol) of niobium carbide was added, and then 512.1 mg (4.5 mmol) of 30% aqueous hydrogen peroxide. The mixture was heated to 60 ° C. and stirred for 4 hours. Thereafter, 6 ml of a saturated aqueous sodium thiosulfate solution was added, the aqueous layer and the organic layer were separated, and extracted three times with 3 ml of ethyl acetate. The organic layers were pooled, washed with saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. Ethyl acetate was concentrated by a rotary evaporator to obtain 230.2 mg of a crude product. The resulting crude product was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 1: 1) to obtain 224.0 mg of benzylphenylsulfone in a yield of 96.0%. The appearance was a white solid.
1 H-NMR (CDCl3) δ: 4.38 (2H, s), 7.07-7.08 (2H, m), 7.23-7.29 (3H, m), 7.42-7. 46 (2H, m), 7.59-7.64 (3H, m).
MS (m / z): 232 (M <+> ).

(実施例6 ベンジルメチルスルホンの合成)
室温下、ベンジルメチルスルフィド138.1mg(1.0mmol)をエタノール2mlに溶解し、炭化ニオブ4.1mg(0.04mmol)を加えた後に、30%過酸化水素水520.0mg(4.5mmol)を加え、60℃ に加温して1時間45分攪拌を行なった。その後、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液6mlを加え、水層と有機層を分離し、酢酸エチル3mlで3回抽出した。有機層をプールし、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。酢酸エチルをロータリーエバポレーターで濃縮し、粗生成物174.0mgを得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)により精製し、ベンジルメチルスルホン169.2mg、収率99.0%で得た。外観は、無色固形物であった。
H−NMR(CDCl3)δ:2.74(3H,s),4.24(2H,s),7.41−7.45(5H,m).
MS(m/z):170(M).
Example 6 Synthesis of benzylmethylsulfone
At room temperature, 138.1 mg (1.0 mmol) of benzyl methyl sulfide was dissolved in 2 ml of ethanol, 4.1 mg (0.04 mmol) of niobium carbide was added, and then 520.0 mg (4.5 mmol) of 30% aqueous hydrogen peroxide. The mixture was heated to 60 ° C. and stirred for 1 hour and 45 minutes. Thereafter, 6 ml of a saturated aqueous sodium thiosulfate solution was added, the aqueous layer and the organic layer were separated, and extracted three times with 3 ml of ethyl acetate. The organic layers were pooled, washed with saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. Ethyl acetate was concentrated by a rotary evaporator to obtain 174.0 mg of a crude product. The obtained crude product was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 1: 1) to obtain 169.2 mg of benzylmethylsulfone in a yield of 99.0%. The appearance was a colorless solid.
< 1 > H-NMR (CDCl3) [delta]: 2.74 (3H, s), 4.24 (2H, s), 7.41-7.45 (5H, m).
MS (m / z): 170 (M <+> ).

(実施例7 ジベンジルスルホンの合成)
室温下、ジベンジルスルフィド215.7mg(1.0mmol)をエタノール2mlに溶解し、炭化ニオブ4.1mg(0.04mmol)を加えた後に、30%過酸化水素水521.1mg(4.5mmol)を加え、60℃ に加温して1時間45分攪拌を行なった。その後、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液6mlを加え、水層と有機層を分離し、酢酸エチル3mlで3回抽出した。有機層をプールし、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。酢酸エチルをロータリーエバポレーターで濃縮し、粗生成物265.2mgを得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)により精製し、ジベンジルスルホン240.7mg、収率97.6%で得た。外観は、白色固形物であった。
H−NMR(CDCl3)δ:4.19(4H,s),7.37−7.41(10H,m).
MS(m/z):246(M).
Example 7 Synthesis of dibenzylsulfone
At room temperature, 215.7 mg (1.0 mmol) of dibenzyl sulfide was dissolved in 2 ml of ethanol, 4.1 mg (0.04 mmol) of niobium carbide was added, and then 521.1 mg (4.5 mmol) of 30% aqueous hydrogen peroxide. The mixture was heated to 60 ° C. and stirred for 1 hour and 45 minutes. Thereafter, 6 ml of a saturated aqueous sodium thiosulfate solution was added, the aqueous layer and the organic layer were separated, and extracted three times with 3 ml of ethyl acetate. The organic layers were pooled, washed with saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. Ethyl acetate was concentrated on a rotary evaporator to obtain 265.2 mg of a crude product. The obtained crude product was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 1: 1) to obtain 240.7 mg of dibenzylsulfone in a yield of 97.6%. The appearance was a white solid.
< 1 > H-NMR (CDCl3) [delta]: 4.19 (4H, s), 7.37-7.41 ( 10 H, m).
MS (m / z): 246 (M <+> ).

(実施例8 ジフェニルスルホンの合成)
室温下、ジフェニルスルフィド186.0mg(1.0mmol)をエタノール2mlに溶解し、炭化ニオブ4.1mg(0.04mmol)を加えた後に、30%過酸化水素水511.0mg(4.5mmol)を加え、60℃ に加温して6時間30分攪拌を行なった。その後、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液6mlを加え、水層と有機層を分離し、酢酸エチル5mlで3回抽出した。有機層をプールし、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。酢酸エチルをロータリーエバポレーターで濃縮し、粗生成物230.7mgを得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)により精製し、ジフェニルスルホン205.4mg、収率94.2%で得た。外観は、白色固形物であった。
H−NMR(CDCl3)δ:7.48−7.58(6H,m),7.90−7.94(4H,m).
MS(m/z):218(M).
Example 8 Synthesis of diphenylsulfone
At room temperature, 186.0 mg (1.0 mmol) of diphenyl sulfide was dissolved in 2 ml of ethanol, 4.1 mg (0.04 mmol) of niobium carbide was added, and then 511.0 mg (4.5 mmol) of 30% aqueous hydrogen peroxide was added. In addition, the mixture was heated to 60 ° C. and stirred for 6 hours and 30 minutes. Thereafter, 6 ml of a saturated aqueous sodium thiosulfate solution was added, the aqueous layer and the organic layer were separated, and extracted three times with 5 ml of ethyl acetate. The organic layers were pooled, washed with saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. Ethyl acetate was concentrated by a rotary evaporator to obtain 230.7 mg of a crude product. The obtained crude product was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 1: 1) to obtain 205.4 mg of diphenylsulfone, yield 94.2%. The appearance was a white solid.
1 H-NMR (CDCl 3) δ: 7.48-7.58 (6H, m), 7.90-7.94 (4H, m).
MS (m / z): 218 (M <+> ).

(実施例9 ビス(4−メトキシフェニル)スルホンの合成)
室温下、ビス(4−メトキシフェニル)スルフィド246.7mg(1.0mmol)をエタノール2mlに溶解し、炭化ニオブ4.1mg(0.04mmol)を加えた後に、30%過酸化水素水510.0mg(4.5mmol)を加え、60℃ に加温して4時間30分攪拌を行なった。その後、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液6mlを加え、水層と有機層を分離し、酢酸エチル3mlで3回抽出した。有機層をプールし、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。酢酸エチルをロータリーエバポレーターで濃縮し、粗生成物286.7mgを得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)により精製し、ビス(4−メトキシフェニル)スルホン266.4mg、収率95.8%で得た。外観は、白色固形物であった。
H−NMR(CDCl3)δ:3.83(6H,s),6.92−6.96(4H,dt,J=8.8Hz),7.82−7.86(4H,dt,J=8.5Hz).
MS(m/z):278(M).
Example 9 Synthesis of bis (4-methoxyphenyl) sulfone
At room temperature, 246.7 mg (1.0 mmol) of bis (4-methoxyphenyl) sulfide was dissolved in 2 ml of ethanol, 4.1 mg (0.04 mmol) of niobium carbide was added, and then 510.0 mg of 30% aqueous hydrogen peroxide. (4.5 mmol) was added, and the mixture was heated to 60 ° C. and stirred for 4 hours 30 minutes. Thereafter, 6 ml of a saturated aqueous sodium thiosulfate solution was added, the aqueous layer and the organic layer were separated, and extracted three times with 3 ml of ethyl acetate. The organic layers were pooled, washed with saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. Ethyl acetate was concentrated on a rotary evaporator to obtain 286.7 mg of a crude product. The resulting crude product was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 1: 1) to obtain 266.4 mg of bis (4-methoxyphenyl) sulfone in a yield of 95.8%. The appearance was a white solid.
1 H-NMR (CDCl 3) δ: 3.83 (6H, s), 6.92-6.96 (4H, dt, J = 8.8 Hz), 7.82-7.86 (4H, dt, J = 8.5 Hz).
MS (m / z): 278 (M <+> ).

(実施例10 メチルフェニルスルホンの合成)
室温下、チオアニソール123.1mg(1.0mmol)をエタノール6mlに溶解し、炭化ニオブ10.5mg(0.1mmol)を加えた後に、30%過酸化水素水518.0mg(4.5mmol)を加え、室温にて1時間40分攪拌を行なった。その後、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液6mlを加え、水層と有機層を分離し、酢酸エチル3mlで3回抽出した。有機層をプールし、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。酢酸エチルをロータリーエバポレーターで濃縮し、粗生成物160.0mgを得た。得られた粗生成物のH−NMR(CDCl3)を測定し、メチルフェニルスルホキシドとメチルフェニルスルホンとのプロトン積分強度比から生成比率を算出した。その結果、メチルフェニルスルホキシドならびに原料であるチオアニソールは、H−NMR上検出されず、メチルフェニルスルホンの生成率が100%であった。
Example 10 Synthesis of methylphenylsulfone
At room temperature, 123.1 mg (1.0 mmol) of thioanisole was dissolved in 6 ml of ethanol, 10.5 mg (0.1 mmol) of niobium carbide was added, and 518.0 mg (4.5 mmol) of 30% hydrogen peroxide solution was added. In addition, the mixture was stirred at room temperature for 1 hour and 40 minutes. Thereafter, 6 ml of a saturated aqueous sodium thiosulfate solution was added, the aqueous layer and the organic layer were separated, and extracted three times with 3 ml of ethyl acetate. The organic layers were pooled, washed with saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. Ethyl acetate was concentrated by a rotary evaporator to obtain 160.0 mg of a crude product. 1 H-NMR (CDCl3) of the obtained crude product was measured, and the production ratio was calculated from the proton integral intensity ratio of methylphenylsulfoxide and methylphenylsulfone. As a result, methylphenyl sulfoxide and thioanisole as a raw material were not detected on 1 H-NMR, and the production rate of methylphenylsulfone was 100%.

(実施例11 メチルフェニルスルホンの合成)
炭化ニオブを8.4mg(0.08mmol)、攪拌時間を3時間とした以外は、実施例10と同様の操作を行い、粗生成物158.5mgを得た。得られた粗生成物のH−NMR(CDCl3)を測定し、メチルフェニルスルホキシドとメチルフェニルスルホンとのプロトン積分強度比から生成比率を算出した。その結果、メチルフェニルスルホキシドならびに原料であるチオアニソールは、H−NMR上検出されず、メチルフェニルスルホンの生成率が100%であった。
Example 11 Synthesis of methylphenylsulfone
The same operation as in Example 10 was carried out except that the niobium carbide was 8.4 mg (0.08 mmol) and the stirring time was 3 hours to obtain 158.5 mg of a crude product. 1 H-NMR (CDCl3) of the obtained crude product was measured, and the production ratio was calculated from the proton integral intensity ratio of methylphenylsulfoxide and methylphenylsulfone. As a result, methylphenyl sulfoxide and thioanisole as a raw material were not detected on 1 H-NMR, and the production rate of methylphenylsulfone was 100%.

(実施例12 メチルフェニルスルホンの合成)
炭化ニオブを8.4mg(0.08mmol)、反応温度を60℃、攪拌時間を2時間とした以外は、実施例10と同様の操作を行い、粗生成物160.1mgを得た。得られた粗生成物のH−NMR(CDCl3)を測定し、メチルフェニルスルホキシドとメチルフェニルスルホンとのプロトン積分強度比から生成比率を算出した。その結果、メチルフェニルスルホキシドならびに原料であるチオアニソールは、H−NMR上検出されず、メチルフェニルスルホンの生成率が100%であった。
Example 12 Synthesis of methylphenylsulfone
The same operation as in Example 10 was carried out except that 8.4 mg (0.08 mmol) of niobium carbide, the reaction temperature was 60 ° C., and the stirring time was 2 hours, to obtain 160.1 mg of a crude product. 1 H-NMR (CDCl3) of the obtained crude product was measured, and the production ratio was calculated from the proton integral intensity ratio of methylphenylsulfoxide and methylphenylsulfone. As a result, methylphenyl sulfoxide and thioanisole as a raw material were not detected on 1 H-NMR, and the production rate of methylphenylsulfone was 100%.

(実施例13 メチルフェニルスルホンの合成)
炭化ニオブを6.3mg(0.06mmol)、攪拌時間を5時間とした以外は、実施例10と同様の操作を行い、粗生成物158.0mgを得た。得られた粗生成物のH−NMR(CDCl3)を測定し、メチルフェニルスルホキシドとメチルフェニルスルホンとのプロトン積分強度比から生成比率を算出した。その結果、メチルフェニルスルホキシドならびに原料であるチオアニソールは、H−NMR上検出されず、メチルフェニルスルホンの生成率が100%であった。
Example 13 Synthesis of methylphenylsulfone
The same operation as in Example 10 was carried out except that 6.3 mg (0.06 mmol) of niobium carbide was used and the stirring time was 5 hours, to obtain 158.0 mg of a crude product. 1 H-NMR (CDCl3) of the obtained crude product was measured, and the production ratio was calculated from the proton integral intensity ratio of methylphenylsulfoxide and methylphenylsulfone. As a result, methylphenyl sulfoxide and thioanisole as a raw material were not detected on 1 H-NMR, and the production rate of methylphenylsulfone was 100%.

(実施例14 メチルフェニルスルホンの合成)
炭化ニオブを6.3mg(0.06mmol)、反応温度を45℃、攪拌時間を3時間とした以外は、実施例10と同様の操作を行い、粗生成物158.8mgを得た。得られた粗生成物のH−NMR(CDCl3)を測定し、メチルフェニルスルホキシドとメチルフェニルスルホンとのプロトン積分強度比から生成比率を算出した。その結果、メチルフェニルスルホキシド:メチルフェニルスルホン=2:98(モル比基準)であった。なお、原料であるチオアニソールは、H−NMR上検出されなかった。
Example 14 Synthesis of methylphenylsulfone
The same operation as in Example 10 was carried out except that 6.3 mg (0.06 mmol) of niobium carbide, reaction temperature was 45 ° C., and stirring time was 3 hours, to obtain 158.8 mg of a crude product. 1 H-NMR (CDCl3) of the obtained crude product was measured, and the production ratio was calculated from the proton integral intensity ratio of methylphenylsulfoxide and methylphenylsulfone. As a result, methyl phenyl sulfoxide: methyl phenyl sulfone = 2: 98 (molar ratio basis). Note that thioanisole as a raw material was not detected on 1 H-NMR.

(実施例15 メチルフェニルスルホンの合成)
炭化ニオブを2.1mg(0.02mmol)、反応温度を60℃、攪拌時間を7時間とした以外は、実施例10と同様の操作を行い、粗生成物159.1mgを得た。得られた粗生成物のH−NMR(CDCl3)を測定し、メチルフェニルスルホキシドとメチルフェニルスルホンとのプロトン積分強度比から生成比率を算出した。その結果。メチルフェニルスルホキシドならびに原料であるチオアニソールは、H−NMR上検出されず、メチルフェニルスルホンの生成率が100%であった。
Example 15 Synthesis of methylphenylsulfone
The same operation as in Example 10 was carried out except that niobium carbide was 2.1 mg (0.02 mmol), the reaction temperature was 60 ° C., and the stirring time was 7 hours, to obtain 159.1 mg of a crude product. 1 H-NMR (CDCl3) of the obtained crude product was measured, and the production ratio was calculated from the proton integral intensity ratio of methylphenylsulfoxide and methylphenylsulfone. as a result. Methyl phenyl sulfoxide and thioanisole as a raw material were not detected on 1 H-NMR, and the production rate of methyl phenyl sulfone was 100%.

(実施例16 メチルフェニルスルホンの合成、炭化ニオブの分離・回収)
室温下、チオアニソール621.0mg(5.0mmol)をエタノール10mlに溶解し、炭化ニオブ21.0mg(0.2mmol)を加えた後に、30%過酸化水素水2580.0mg(22.5mmol)を加え、60℃ に加温して2時間30分間攪拌を行なった。その後、反応混合物をろ紙を付した桐山ロートでろ過し、ろ紙上に炭化ニオブを分離した。分離ろ別した炭化ニオブは、減圧乾燥した後に重量を計測したところ21.0mg(回収率100%)であった。この一連の操作で回収した炭化ニオブは、後記の実施例17で繰り返し反応に使用した。
(Example 16 Synthesis of methylphenylsulfone, separation and recovery of niobium carbide)
At room temperature, 621.0 mg (5.0 mmol) of thioanisole was dissolved in 10 ml of ethanol, 21.0 mg (0.2 mmol) of niobium carbide was added, and then 2580.0 mg (22.5 mmol) of 30% hydrogen peroxide solution was added. In addition, the mixture was heated to 60 ° C. and stirred for 2 hours and 30 minutes. Thereafter, the reaction mixture was filtered through a Kiriyama funnel with filter paper, and niobium carbide was separated on the filter paper. The separated niobium carbide was 21.0 mg (100% recovery rate) when weighed after drying under reduced pressure. The niobium carbide recovered by this series of operations was repeatedly used for the reaction in Example 17 described later.

一方、炭化ニオブをろ過した後の反応混合物は室温まで冷却し、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液20mlを加えた。その後、酢酸エチル15mlで3回抽出した。有機層をプールし、水10mlで3回、次いで飽和食塩水10mlで3回洗浄後、無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。その後、酢酸エチルをロータリーエバポレーターで濃縮し、粗生成物731.0mgを得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)により精製し、メチルフェニルスルホン720.1mg、収率92.2%で得た。外観は、白色固形物であった。H−NMRスペクトルならびにMSスペクトルは、実施例1と完全に一致した。 On the other hand, the reaction mixture after filtering niobium carbide was cooled to room temperature, and 20 ml of a saturated aqueous sodium thiosulfate solution was added. Thereafter, the mixture was extracted 3 times with 15 ml of ethyl acetate. The organic layers were pooled, washed 3 times with 10 ml of water and then 3 times with 10 ml of saturated brine, and then dried over anhydrous magnesium sulfate. Then, ethyl acetate was concentrated with a rotary evaporator to obtain 731.0 mg of a crude product. The obtained crude product was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 1: 1) to obtain 720.1 mg of methylphenylsulfone in a yield of 92.2%. The appearance was a white solid. 1 H-NMR spectrum and MS spectrum were completely in agreement with Example 1.

(実施例17 炭化ニオブの再利用によるメチルフェニルスルホンの合成)
実施例16で回収した炭化ニオブ21.0mgを用いて、実施例16と同様の操作を繰り返し3回行い、メチルフェニルスルホンを得た。それぞれの取得量と収率は以下の通りであった。
再利用1回目 取得量696.6mg、収率89.2%
再利用2回目 取得量751.4mg、収率96.2%
再利用3回目 取得量759.2mg 収率97.2%
なお、上記いずれもH−NMRスペクトルならびにMSスペクトルは、実施例1のデータと完全に一致した。
Example 17 Synthesis of methylphenylsulfone by reusing niobium carbide
Using 21.0 mg of niobium carbide recovered in Example 16, the same operation as in Example 16 was repeated three times to obtain methylphenylsulfone. Each acquisition amount and yield were as follows.
Reuse 1st Acquisition amount 696.6mg, Yield 89.2%
Second reuse: Acquired 751.4mg, Yield 96.2%
3rd reuse Acquisition amount 759.2mg Yield 97.2%
In all cases, the 1 H-NMR spectrum and the MS spectrum completely coincided with the data of Example 1.

(参考例1 メチルフェニルスルホンの合成、炭化ニオブ不使用時の反応成績)
室温下、チオアニソール123.1mg(1.0mmol)をエタノール6mlに溶解し、30%過酸化水素水518.0mg(4.5mmol)を加え、60℃にて18時間攪拌を行なった。その後、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液6mlを加え、水層と有機層を分離し、酢酸エチル3mlで3回抽出した。有機層をプールし、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。酢酸エチルをロータリーエバポレーターで濃縮し、粗生成物158.3mgを得た。得られた粗生成物のH−NMR(CDCl3)を測定し、メチルフェニルスルホキシドとメチルフェニルスルホンとのプロトン積分強度比から生成比率を算出した。その結果、メチルフェニルスルホキシド:メチルフェニルスルホン=6:94(モル比基準)であり、反応18時間でもスルホン化反応は完結していなかった。なお、原料であるチオアニソールはH−NMR上検出されなかった。
(Reference Example 1 Synthesis of methylphenylsulfone, reaction results without using niobium carbide)
At room temperature, 123.1 mg (1.0 mmol) of thioanisole was dissolved in 6 ml of ethanol, and 518.0 mg (4.5 mmol) of 30% aqueous hydrogen peroxide was added, followed by stirring at 60 ° C. for 18 hours. Thereafter, 6 ml of a saturated aqueous sodium thiosulfate solution was added, the aqueous layer and the organic layer were separated, and extracted three times with 3 ml of ethyl acetate. The organic layers were pooled, washed with saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. Ethyl acetate was concentrated by a rotary evaporator to obtain 158.3 mg of a crude product. 1 H-NMR (CDCl3) of the obtained crude product was measured, and the production ratio was calculated from the proton integral intensity ratio of methylphenylsulfoxide and methylphenylsulfone. As a result, methyl phenyl sulfoxide: methyl phenyl sulfone = 6: 94 (based on molar ratio), and the sulfonation reaction was not completed even after 18 hours of reaction. Note that thioanisole as a raw material was not detected on 1 H-NMR.

化学的または生物学的に極めて有用なスルホン化合物の工業的に有利な製造方法である。 This is an industrially advantageous production method of a sulfone compound that is extremely useful chemically or biologically.

Claims (1)

下記一般式(1)で表されるスルフィド化合物を過酸化水素により酸化して、下記一般式(2)で表されるスルホン化合物を製造する方法において、炭化ニオブを触媒に用いることを特徴とするスルホン化合物の製造方法。
Figure 2010208990
(一般式(1)において、R1及びRは、同一でも異なっていてもよく、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基を表す。また、R1とRが結合して環構造の一部を形成していてもよい。)
Figure 2010208990
(一般式(2)において、R1及びRは、一般式(1)におけるR1及びRと同義である。)
In a method for producing a sulfone compound represented by the following general formula (2) by oxidizing a sulfide compound represented by the following general formula (1) with hydrogen peroxide, niobium carbide is used as a catalyst. A method for producing a sulfone compound.
Figure 2010208990
(In General Formula (1), R 1 and R 2 may be the same or different, and may be an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a substituent. Represents an optionally substituted heterocyclic group, an optionally substituted aralkyl group, an optionally substituted alkenyl group, and R 1 and R 2 are bonded to form a ring structure. It may form part.)
Figure 2010208990
(In the general formula (2), R 1 and R 2 have the same meanings as R 1 and R 2 in the general formula (1).)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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