JP2010509304A - アリル系ポリスルファン - Google Patents

Abstract

９〜２２の硫黄鎖長を有するジアリル系ポリスルフィド（ポリスルファン）を提供する。３〜２２の硫黄鎖長を有するビス（２−メチル−２−プロペニル）ポリスルフィドも提供する。３〜２０の硫黄鎖長を有する２−置換ビス（２−プロペニル）ポリスルフィドも提供する。３〜２０の硫黄鎖長を有する２−シクロアルケン−１−イルポリスルフィド、２−シクロヘキセン−１−イルポリスルフィド、および２−シクロペンテン−１−イルポリスルフィドも提供する。ジアリル系ポリスルフィドおよびそれらの２−置換類似体およびアリルメチルポリスルフィドの硫黄鎖長を延長する方法であって、このような化合物を、元素硫黄と接触させるステップおよび加熱するステップによる、あるいは溶融硫黄と混合するステップによる方法も提供する。

Description

本発明は、新規なジアリル系ポリスルファンおよびそれらの置換類似体、そのような化合物の製造方法、ならびにポリスルファンの硫黄鎖長を延長する方法に関する。

ジアリルポリスルフィド（ポリスルファン：ＤＡＳｎ、式中、ｎ≧２）およびそれらの誘導体は、たとえば、ニンニク油（ニンニクの蒸留油）中に天然に見つけられており、農薬としてなど多数の技術分野において用途が見い出されている。ジアリルポリスルフィドの生物活性は硫黄鎖長とともに変化することが知られており、鎖長の長い分子は高い活性を示すことが多い（１）。天然のジアリルポリスルフィドのファミリーの中では、８個を超える硫黄原子を有する分子は知られていない。しかし、それらには大きな可能性が見い出され、公知のジアリルポリスルフィドよりも向上した性質または別の性質を示すと予想される。

ジアリルポリスルフィドの有望な用途の指標として、他の公開文献および特許出願を参照しながら応用分野の一部の例の概略を以下に示す。

ＤＡＳ２およびＤＡＳ３（ジアリルジスルフィドおよびジアリルトリスルフィド）は、松の線虫を防除するための殺線虫剤として使用することができ、有益な生物数の減少、分解および抵抗性の増加を介した耐性の発達、ならびに潜在的な昆虫侵入および人間と家畜とに対する毒性の誘発の発生を促進する毒物学的な生態系のかく乱を介した耐性の発達などの環境に対する副作用がなく（２）；ＤＡＳ２〜ＤＡＳ７（ジアリルジスルフィドからジアリルヘプタスルフィド）は、殺虫剤、殺ダニ剤、殺ウイルス剤、殺真菌剤、および植物成長調整剤として使用することができ（３、４）；ジアリルポリスルフィドは、不飽和化合物の安定剤および重合防止剤としてならびに酸化防止剤成分として使用することができ（５）；これらは葉面散布用農薬として、および他の農業用途（６〜８）、ならびに殺ダニ剤として（９）使用することができ；ＤＡＳ２〜ＤＡＳ４（ジアリルジスルフィドからジアリルテトラスルフィド）は、マツノザイセンチュウ（Ｂｕｒｓａｐｈｅｌｅｎｃｈｕｓ ｘｙｌｏｐｈｉｌｕｓ）の幼虫を防除することによるマツ材線虫病の防止に使用することができ（１０）；これらは、発芽を促進する植物休眠抑制剤として使用することができ（１１）；ジアリルポリスルフィドは、屈折率が増加した光学材料として、自動車変速機用の極圧添加剤および潤滑油化合物として、ならびにリチウム電池の保護電解質として使用することができ（１２）；これらは、アミン非含有の腐食防止剤として使用することができ（１３）；シクロデキストリン包接化合物の形態で、これらは治療薬として使用することができ（１４）；ＤＡＳ３〜ＤＡＳ７は、殺真菌剤および脂質過酸化防止剤（１５）として使用することができ；ジアリルポリスルフィドは、食品保存料および褐変防止剤（１６）として使用することができる。

ジアリルトリスルフィドおよびテトラスルフィドの抗生物質、抗菌剤、抗血栓剤、駆虫薬、アポトーシス誘導物質および抗腫瘍剤、抗血管形成剤として、ならびにカドミウムおよび他の有毒金属によって生じる毒性から保護する化合物としての使用に関する科学文献における報告も存在する。適用範囲が広く、より長い鎖長のジアリルポリスルフィドが多数の技術分野において有用であることが分かる。

ジアリルトリスルフィド、テトラスルフィド、およびペンタスルフィドの製造方法は公知である（１７〜２４）。

したがって、本発明は、第１の態様において式：

（上式中、ｎは３〜２２であり；
Ｒ^１は、
水素；
メチル；
フェニル；
カルボエトキシ；
カルボメトキシ；
カルボキシ；
ヒドロキシメチル；
トリメチルシリルメチル；
短鎖アルキル；
クロロ；および
フルオロを含む群より選択され；
但し、ｎが３〜８の場合、Ｒ^１は水素ではない）
の化合物を提供する。

特に、本発明は、ｎが４以上、または５以上、または６以上、または７以上、または８以上、または９以上、または１０以上、または１１以上、または１２以上、または１３以上、または１４以上、または１５以上、または１６以上、または１７以上、または１８以上であり、ｎが２１以下、２０以下、または１９以下であるこのような化合物を提供する。たとえば、ｎは４〜２２、または５〜２２、または６〜２２など；あるいは４〜２１、または５〜２１、または６〜２１、または７〜２１など；あるいは４〜２０、または５〜２０、または６〜２０、または７〜２０などである。

また特に、ｎが３〜９、または３〜１０、またはさらには３〜１１である場合、Ｒ^１が水素でないことが好ましい。

この群の中で、上記短鎖アルキル基は好ましくは、２、３、または４個の炭素原子を有するアルキル基を含む。

第２の態様においては、本発明は式：

（上式中、ｎは９〜２２である）
の化合物を提供する。特に、本発明は、ｎが１０以上、または１１以上、または１２以上、または１３以上、または１４以上、または１５以上、または１６以上、または１７以上、または１８以上であり、ｎが２１以下、２０以下、または１９以下であるこのような化合物を提供する。たとえば、ｎは４〜２２、または５〜２２、または６〜２２など；あるいは４〜２１、または５〜２１、または６〜２１、または７〜２１など；あるいは４〜２０、または５〜２０、または６〜２０、または７〜２０などである。

第３の態様においては、本発明はまた式：

（上式中、ｎは３〜２２である）
の化合物も提供する。特に、本発明は、ｎが４以上、または５以上、または６以上、または７以上、または８以上、または９以上、または１０以上、または１１以上、または１２以上、または１３以上、または１４以上、または１５以上、または１６以上、または１７以上、または１８以上であり、ｎが２１以下、２０以下、または１９以下であるこのような化合物を提供する。たとえば、ｎは４〜２２、または５〜２２、または６〜２２など；あるいは４〜２１、または５〜２１、または６〜２１、または７〜２１など；あるいは４〜２０、または５〜２０、または６〜２０、または７〜２０などである。

第４の態様においては、本発明はまた、
ビス（２−プロペニル）ポリスルフィド；および
２−置換ビス（２−プロペニル）ポリスルフィド
を含む群より選択されるジアリル系ポリスルフィドの硫黄鎖長を延長する方法であって；
上記ジアリル系ポリスルフィドを元素硫黄と混合するステップと、５０℃を超える温度に混合物を加熱するステップとを含む方法も提供する。反応速度および収率は温度が上昇するとともに増加し、これが顕著であるため、特に好ましくは、混合物は６０℃を超える、または７０℃を超える、または８０℃を超える、または最も好ましくは９０℃を超える温度に加熱される。特に好ましい実施形態においては、上記混合物は、元素硫黄の融点（１１５〜１２０℃）またはその周辺、あるいはそれを超える温度に加熱される。特に好ましい実施形態においては、この方法は、元素硫黄とのこのような反応によって、ジアリルジスルフィドの硫黄鎖長を延長して、３〜８個の間の硫黄原子を含有するジアリルポリスルフィドを生成するステップを含む。

第５の態様においては、本発明はまた、
ビス（２−プロペニル）ポリスルフィド；および
２−置換ビス（２−プロペニル）ポリスルフィド
を含む群より選択されるジアリル系ポリスルフィドの硫黄鎖長を延長する方法であって；
上記ジアリル系ポリスルフィドを溶融硫黄と混合するステップを含む上記方法も提供する。

上記第４および第５の態様においては、上記ジアリル系ポリスルフィドが、ジアリルジスルフィド、すなわちビス（２−プロペニル）ジスルフィドを含むことが好ましい。

本発明の第４および第５の態様においては、このように生成された上記ジアリル系ポリスルフィドが、２２個未満の硫黄原子を有するポリスルフィドを含むことが特に好ましい。

第６の態様においては、本発明はまた式：

（上式中、Ｒ^１は、
フェニル；
カルボエトキシ；
カルボメトキシ；
カルボキシ；
ヒドロキシメチル；
短鎖アルキル；
トリメチルシリルメチル；
クロロ；および
フルオロを含む群より選択され；
ｎは３〜２０である）
化合物も提供する。

この群の中で、上記短鎖アルキル基は好ましくは、２、３、または４個の炭素原子を有するアルキル基を含む。

第７の態様においては、本発明はまた式：

（上式中、ｎは３〜２０である）
の化合物も提供する。
好ましい実施形態においては、ｎは３〜１８である。

本発明はまた式：

（上式中、ｎは３〜２０である）
の化合物も提供する。
好ましい実施形態においては、ｎは３〜１８である。

第８の態様においては、本発明はまた、アリルメチルポリスルフィド（ＭｅＳ_ｎＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２）の硫黄鎖長を延長する方法であって、上記アリルメチルポリスルフィドを元素硫黄と混合するステップと、５０℃を超える温度にその混合物を加熱するステップとを含む方法も提供する。反応速度および収率は温度が上昇するとともに増加し、これが顕著であるため、特に好ましくは、混合物は６０℃を超える、または７０℃を超える、または８０℃を超える、または最も好ましくは９０℃を超える温度に加熱される。特に好ましい実施形態においては、上記混合物は、元素硫黄の融点またはその周辺、あるいはそれを超える温度に加熱される。

第９の態様においては、本発明は、アリルメチルポリスルフィド（ＭｅＳ_ｎＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２）の硫黄鎖長を延長する方法であって、上記アリルメチルポリスルフィドを溶融硫黄と混合するステップを含む方法も提供する。

第４、第５、第８、または第９の態様に記載されるいずれの方法においても、追加の溶媒が実質的に存在せずに反応が進行することが特に好ましい。

また、第４、第５、第８、または第９の態様に記載されるいずれの方法においても、そのように生成された個別のポリスルファンは、分取高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）などの分離方法によって得ることができるが、低級ポリスルフィド混合物、および高級ポリスルフィド混合物への分離は、メタノールまたはエタノールを使用した抽出によって行うことができる。高級ポリスルファン（たとえばほぼＳ_７を超えるＳ鎖長を有する）はアルコール、特にメタノールに対して不溶性である。あるいは、このように生成された硫黄鎖長同族体の混合物は、必要に応じて組み合わせて使用することもできる。

また、第４、第５、第８、または第９の態様に記載されるいずれの方法においても、異種類の同族出発物質（たとえばジアリルジスルフィドなど）を使用することができるし、ニンニク（Ａｌｌｉｕｍ ｓａｔｉｖｕｍ）からの天然抽出物または蒸留物などの既存の混合物を使用することもできる。

本発明の重要で一意的な特徴としては、非常に短い加熱時間を必要とする高い反応速度、優れた収率、溶媒の回避、高級ポリスルフィドの臭気がないこと、および最大２０個の鎖硫黄原子を含有するポリスルフィド、たとえばＡｌｌ_２Ｓ_ｎ（式中のｎは１〜２０の各整数である）の形成が挙げられる。本発明のジアリル系高級ポリスルフィドは新規材料であり、従来は知られておらず（親ジアリル系の場合、Ａｌｌ_２Ｓ_８を超える）、これらは非極性であり、クロロホルムおよび関連する溶媒に対して可溶性であるが、アルコールに対しては不溶性であり、低級ジアリル系ポリスルフィドとは対照的である。

添付の図面が参照され、それらの図面のあらゆる適切な組み合わせによって示される、実質的に本明細書において説明される化合物および方法も、本発明の範囲内に含まれる。

出発物質の^１NMRスペクトルを示す図である。 図１の１時間サンプルを示す図である。 反応生成物のエタノール不溶性画分を示すＡＬＬ_２Ｓ_ｎ(ｎ=８〜２０)の混合物を示す図である。 出発物質の^１NMRスペクトルを示す図である。 図１の０．５時間サンプルを示す図である。 実施例９〜１１の結果を示し、生成されたポリスルフィドのスペクトルに対する反応温度の影響を示す図である。

溶融温度の１１５〜１２０℃で液化させた硫黄に、激しく撹拌しながらジアリルスルフィドを加える。ジアリルジスルフィド対硫黄（Ｓ_８として）の比率は、１：０．２５〜１：２の範囲とすることができるが、これらの指定の値よりも小さいおよび大きい比率を使用することもできる。ジスルフィド：硫黄の比が減少すると（たとえばＳ_８＞ジスルフィド）１２０℃における反応速度が速くなる。実質的な反応は５分で起こり、２時間後には実質的に完了する。１１５℃においては、ジアリルジスルフィドと液体硫黄との反応はより遅くなる。１２０℃を超える温度においては、反応がより速くなるが分解が起こり、反応混合物が顕著に黒ずむことからこのことが分かる。

硫黄上にアリル系基が存在しないジベンジルジスルフィドなどの飽和ジスルフィドを使用する場合には、反応が実質的に遅くなり、異なる機構によって反応が生じていると考えられる。ジアリルスルフィドも液体硫黄と反応するが、ジアリルジスルフィドよりも実質的に遅い速度であり、そのためこの場合も異なる機構を伴っていると思われる。硫黄との反応は、ビス（２−メチアリル）ジスルフィドなどの置換ジアリル系ジスルフィドでも起こるが、ビス−シンナミルジスルフィド、たとえば、（ＰｈＣＨ＝ＣＨＣＨ_２Ｓ）_２では反応が起こらず、この場合、要求されるチオスルホキシド中間体、たとえばＣＨ_２＝ＣＨＣＨ（Ｐｈ）Ｓ（Ｓ）ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＰｈの中で共役が破壊される。ビス（２−フェニル−２−プロペニル）、ビス（２−カルボエトキシ−２−プロペニル）、ビス（２−カルボメトキシ−２−プロペニル）、ビス（２−カルボキシ−２−プロペニル）、ビス（２−ヒドロキシメチル−２−プロペニル）、ビス（２−クロロ−２−プロペニル）、ビス（２−フルオロ−２−プロペニル）、またはビス（２−トリメチルシリルメチル）ジスルフィドのあらゆる２−置換ジアリル系ジスルフィドではこの反応が起こるはずである。反応が起こるはずである他のジアリル系ジスルフィドは、２−シクロアルケン−１−イルジスルフィド、たとえば、２−シクロヘキセン−１−イル、および２−シクロペンテン−１−イルジスルフィドであり、これらは１，３−二置換ジアリル系ジスルフィドと見なすことができる。上記の場合のそれぞれにおいて、出発物質は上述のジスルフィドであり、Ｓ_８の量は０．２５〜２当量の範囲であり、反応条件は１１５℃〜１２０℃で最長３時間加熱することを含む。上記は最適条件を含んでいるが、Ｓ_８の比率、ならびに加熱温度および加熱時間の範囲は、上記よりも広くなってもよい。

反応は、ジアリル系ジスルフィド、たとえばＡｌｌ−ＳＳ−Ａｌｌが、チオスルホキシド異性体、たとえばＡｌｌ_２Ｓ^＋−Ｓ⁻となる異性化を伴うと考えられている（２５）。チオスルホキシド基は極性基であり、末端硫黄が負電荷を有し（２５、２６）、この負に帯電した硫黄は、シクロオクタ硫黄Ｓ_８を攻撃して開環させ、それによってイオン種、たとえばＡｌｌ_２Ｓ^＋−Ｓ_８−Ｓ⁻が得られ、これが負に帯電した硫黄を介して（恐らくＳ_Ｎ２’過程によって）出発ジアリル系ジスルフィドを攻撃して、末端チオアリル化生成物、たとえば、Ａｌｌ_２Ｓ^＋−Ｓ_８−ＳＡｌｌが得られ、次にこれは、求核試薬の攻撃を介して、正のチオスルホニウム硫黄に結合した２つのアリル系基の中の１つを失って、ＡｌｌＳ−Ｓ_８−ＳＡｌｌ型の生成物が得られると考えられる。次にこの生成物は、小分子Ｓ_ｎとして種々の数の硫黄原子を失うことができる。全体の過程は、飽和ジスルフィドとシクロオクタ硫黄との反応である、より高温でのみ起こり、シクロオクタ硫黄のフリーラジカル開環によって・Ｓ_８・などのジラジカルが得られ、ジスルフィドのフリーラジカル開裂によってＲＳ・などのラジカルが得られることを伴うと考えられている反応とは明らかに全く異なる（２７）。飽和ジスルフィドを伴う反応のより高い温度およびフリーラジカルの性質のために、不安定で反応性である高級ポリスルフィドの形成が制限され、本発明者らの研究において、その存在は逆相ＨＰＬＣ分析および質量分析によって確認される。さらに、ジアリルスルフィドＡｌｌ_２Ｓには、Ｓ_８の開環を促進する極性Ｓ^＋−Ｓ⁻結合が存在しない。したがって、Ａｌｌ_２Ｓの求核性スルフィド硫黄によるＳ_８への攻撃がはるかに少ないため、より激しくより高温の条件も必要となる（２８）。０．６２５：１のモル比の液体Ｓ_８およびＡｌｌ_２Ｓを１２０℃で２時間加熱しても、全く反応が観察されなかった。

１：１のモル比におけるジアリルジスルフィドおよび元素硫黄（Ｓ_８として）。
硫黄華（Ｓ_８、０．６４０ｇ、２．５０ｍｍｏｌ）が入れられた１０ｍＬの丸底フラスコを、あらかじめ１２０℃に加熱した油浴中に入れた。すべての硫黄が溶融して透明麦わら色液体になってから、ジアリルジスルフィド（０．３６５ｇ、２．５０ｍｍｏｌ）をすべて一度に、マグネチックスターラーで撹拌した液体に加えた。３分以内に、最初濁っていた２層液体混合物は、１つの液体層のみを有する透明均一溶液になった。種々の時点、たとえば５分、３０分、１時間、１．５時間、および２時間において、分析のために反応混合物から少量のサンプルを抜き取った。抜き取ったサンプルをＣＤＣｌ_３中に溶解させることで、ＮＭＲおよび逆相ＨＰＬＣ分析の両方を同じサンプルに対して行うことができた。所望であれば、残りの材料は直接使用することもでき、メタノール可溶性またはエタノール可溶性の画分を抽出によってアルコール不溶性残留物から分離することもでき、次にこれをさらに使用するためにクロロホルム中に溶解させることができた。ＣＨＣｌ_３中に溶解させたサンプルのＣ１８ ＨＰＬＣ（８５：１５のＭｅＯＨ：Ｈ_２Ｏ）による分析から、（ＣＨ_２＝ＣＨＣＨ_２）_２Ｓ_ｎ（ｎ＝２〜２０）に対応する均等の間隔で配置された一連のピークが、添付のＨＰＬＣトレースに示される未反応Ｓ_８とともに示された。各ＨＰＬＣピークのダイオードアレイＵＶスペクトルは、混合物の構成要素が「ファミリー」の関係にあることを支持している。本発明者らの測定は、鎖中の硫黄原子の数と保持時間から計算される容量因子（ｃａｐａｃｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）の自然対数との間に直線関係が存在するジアルキルポリスルファンのファミリーのＨＰＬＣによる研究と一致している（２９）。出発物質の^１ＮＭＲスペクトルを（図１）１時間サンプル（図２）と比較すると、ｎ≧５のＡｌｌ_２Ｓ_ｎに特徴的なδ３．６２および３．６０におけるＣＨ_２−Ｓプロトンに関する二重項の存在が明確に示されている。

ジアリル系ポリスルフィドのＮＭＲ分析を使用すると、ＣＨ_２Ｓ_ｎプロトンの累進的な反遮蔽のために、モノスルフィド、ジスルフィド、トリスルフィド、テトラスルフィド、およびペンタスルフィド以上のポリスルフィドをまとめたものの相対量を定量することができる（３０）。ＨＰＬＣ分析は以下の通りであった。

経時により生成された各同族体のパーセント値を示す５００ＭＨｚにおける^１Ｈ ＮＭＲ分析からのデータ（内部標準と比較）を以下に示す。

２：１のモル濃度の混合物中のジアリルジスルフィドおよび元素硫黄（Ｓ_８として）。
硫黄華（Ｓ_８、１．２８ｇ、５ｍｍｏｌ）が入れられた１０ｍＬの丸底フラスコを、あらかじめ１２０℃に加熱した油浴中に入れた。すべての硫黄が溶融して透明麦わら色液体になってから、ジアリルジスルフィド（１．４８ｇ、１０．１ｍｍｏｌ）をすべて一度に、マグネチックスターラーで撹拌した液体に加えた。３分以内に、最初濁っていた２層液体混合物は、１つの液体層のみを有する透明均一溶液になった。１２０℃で１時間撹拌を続けた。少量を^１Ｈ ＮＭＲにより分析すると、δ３．０９／３．０７（８％のＡｌｌ_２Ｓ）、δ３．３３／３．３１（９％のＡｌｌ_２Ｓ_２）、δ３．５０／３．４８（１２％のＡｌｌ_２Ｓ_３）、δ３．５８／３．５６（１６％のＡｌｌ_２Ｓ_４）、δ３．６２／３．６０（５４％のＡｌｌ_２Ｓ_ｎ）（ｎ≧５）においてＣＨ_２−Ｓプロトンの二重項が示された。

反応生成物の０．１０８１ｇの部分をエタノール（５×１ｍＬ）で洗浄し、エタノール抽出物が無色になるまで洗浄を続けた。残留物から微量の溶媒を除去すると、０．０２９１ｇ（収率２７％）の無臭粘着性黄色液体が得られ、これをＮＭＲおよびＨＰＬＣによって、反応生成物のエタノール不溶性画分を示すＡｌｌ_２Ｓ_ｎ（ｎ＝８〜２０）の混合物（図３参照）として特性決定した）。したがって、^１Ｈ ＮＭＲスペクトルより、δ３．６２および３．６０においてＣＨ_２−Ｓプロトンの二重項が示され、これはｎ≧５のＡｌｌ_２Ｓ_ｎに特徴的なものである。ＨＰＬＣ分析は以下の概略的な組成を示している（系統的に変動するＵＶ吸光係数の補正を行っていないため、検出器の高級ポリスルフィドに対する感度が増加し；そのため以下の結果では高級ポリスルフィドの量が誇張されている）：Ａｌｌ_２Ｓ_４（ｔｒ）、Ａｌｌ_２Ｓ_５（１％）、Ａｌｌ_２Ｓ_６（２％）、Ａｌｌ_２Ｓ_７（４％）、Ａｌｌ_２Ｓ_８（８％）、Ａｌｌ_２Ｓ_９（１１％）、Ａｌｌ_２Ｓ_１０（１３％）、Ａｌｌ_２Ｓ_１１（１３％）、Ａｌｌ_２Ｓ_１２（１１％）、Ａｌｌ_２Ｓ_１３（９％）、Ａｌｌ_２Ｓ_１４（７％）、Ａｌｌ_２Ｓ_１５（６％）、Ａｌｌ_２Ｓ_１６（４％）、Ａｌｌ_２Ｓ_１７（３％）、Ａｌｌ_２Ｓ_１８（３％）、Ａｌｌ_２Ｓ_１９（２％）、Ａｌｌ_２Ｓ_２０（１％）、Ａｌｌ_２Ｓ_２１（ｔｒ）、Ａｌｌ_２Ｓ_２２（ｔｒ）；元素硫黄はＡｌｌ_２Ｓ_７のピークとＡｌｌ_２Ｓ_８のピークとの間のピークとして現れる。

元の０．１０８１ｇの反応生成物の中で、０．０２９１ｇがエタノール不溶性であり、０．０７０３ｇがエタノール可溶性であった。エタノール可溶性画分およびエタノール不溶性画分との合計０．０９９４ｇと元の反応生成物０．１０８１ｇとの間の差は、後処理およびエタノールの蒸発で失われた揮発性化合物（ジアリルスルフィドなど）を表している。回収率は９２．０％であった。濃縮エタノール抽出物は、Ａｌｌ_２Ｓ_ｎ（ｎ＝１〜９）に対応しており、ＨＰＬＣ分析から以下の概略的組成を示した（系統的に変動するＵＶ吸光係数の補正を行っていないため、検出器の高級ポリスルフィドに対する感度が増加し；そのため以下の結果では高級ポリスルフィドの量が誇張されている）：Ａｌｌ_２Ｓ_２（２．３％）、Ａｌｌ_２Ｓ_３（８．６％）、Ａｌｌ_２Ｓ_４（１７．３％）、Ａｌｌ_２Ｓ_５（２８．５％）、Ａｌｌ_２Ｓ_６（２３．７％）、Ａｌｌ_２Ｓ_７（１１．９％）、Ａｌｌ_２Ｓ_８（５．３％）、Ａｌｌ_２Ｓ_９（２．３％）。^１Ｈ ＮＭＲによるエタノール可溶性画分の分析により、６．８％のＤＡＳ２、１５．０％のＤＡＳ３、２０．２％のＤＡＳ４、および５８．０％のｎ≧５のＤＡＳｎが示された。エタノール不溶性画分の分析では、３．６２／３．６０において二重項が示され、これはｎ≧５のＤＡＳｎが唯一存在する化合物であることを示している。

上記のエタノールによる抽出と類似の方法で、粗生成物の０．１０６３ｇの部分をメタノール（５×１ｍＬ）で抽出し、メタノール抽出物が無色になるまで抽出を続けた。メタノール抽出物とメタノール抽出の残留物の両方について、ロータリーエバポレーターを使用してメタノールを除去し、０．０６０３（Ｇ）のメタノール可溶性画分および０．０４０４ｇ（３８％）の無臭粘着性黄色液体残留物とを得た。全体の回収率は９４．７％であった。^１Ｈ ＮＭＲによるメタノール可溶性画分の分析によって、８．７％のＤＡＳ２、２０．１％のＤＡＳ３、３８．０％のＤＡＳ４、および３３．２％のｎ≧５のＤＡＳｎが示された。メタノール不溶性画分の分析では、３．６２／３．６０において二重項が示され、これはｎ≧５のＤＡＳｎが唯一存在する化合物であることを示している。

エタノール可溶性抽出物に関するＨＰＬＣ分析は以下の通りであった。

エタノール不溶性抽出物に関するＨＰＬＣ分析は以下の通りであった。

メタノール可溶性抽出物に関するＨＰＬＣ分析は以下の通りであった。

メタノール不溶性抽出物に関するＨＰＬＣ分析は以下の通りであった。

内部標準を有する１：１のモル比のジアリルジスルフィドおよび元素硫黄（Ｓ_８として）
硫黄華（Ｓ_８、０．６４０ｇ、２．５０ｍｍｏｌ）が入れられた１０ｍＬの丸底フラスコを、あらかじめ１２０℃に加熱した油浴中に入れた。すべての硫黄が溶融して透明麦わら色液体になってから、４，４’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル（０．０３６１ｇ、０．１３６ｍｍｏｌ）のジアリルジスルフィド（０．３６５ｇ、２．５０ｍｍｏｌ）中の溶液をすべて一度に、マグネチックスターラーで撹拌した液体に加えた。４，４’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニルは、単独で分析目的の内部標準としての機能を果たす。３分以内に、最初濁っていた２層液体混合物は、１つの液体層のみを有する透明均一溶液になった。種々の時点、たとえば５分、３０分、１時間、１．５時間、および２時間において、分析のために反応混合物から少量のサンプルを抜き取った。抜き取ったサンプルをＣＤＣｌ_３中に溶解させることで、ＮＭＲおよび逆相ＨＰＬＣ分析の両方を同じサンプルに対して行うことができた。所望であれば、残りの材料は直接使用することもでき、メタノール可溶性またはエタノール可溶性の画分を抽出によってアルコール不溶性残留物から分離することもでき、次にこれをさらに使用するためにクロロホルム中に溶解させることができた。

経時により生成された各同族体のパーセント値を示す５００ＭＨｚにおける^１Ｈ ＮＭＲ分析からの典型的なデータ（内部標準と比較）を以下に示す。

２時間の加熱終了時、内部標準の全面積に対するポリスルフィド画分の全面積は、元の値の６８％まで連続的に減少しており、これは揮発性材料が部分的に失われたことを示している。

３０分のアリコートのＨＰＬＣ分析は以下の通りであった。

１：０．２５のモル比のジアリルジスルフィドおよび元素硫黄（Ｓ_８として）。
硫黄華（Ｓ_８、０．２５ｇ、０．９７７ｍｍｏｌ）が入れられた１０ｍＬの丸底フラスコを、あらかじめ１２０℃に加熱した油浴中に入れた。すべての硫黄が溶融して透明麦わら色液体になってから、ジアリルジスルフィド（０．５７ｇ、３．９０ｍｍｏｌ）をすべて一度に、マグネチックスターラーで撹拌した液体に加えた。３分以内に、最初濁っていた２層液体混合物は、１つの液体層のみを有する透明均一溶液になった。種々の時点、たとえば０分、３０分、１時間、２時間、および３時間において、分析のために反応混合物から少量のサンプルを抜き取った。抜き取ったサンプルをＣＤＣｌ_３中に溶解させることで、ＮＭＲおよび逆相ＨＰＬＣ分析の両方を同じサンプルに対して行うことができた。種々の時点（上記の通り）における^１Ｈ ＮＭＲ分析を以下に示す。

３つの時間のアリコートのＨＰＬＣ分析は以下の通りであった。

１：０．６のモル比ジアリルスルフィドと元素硫黄（Ｓ_８として）
上記条件下で、１：０．６のモル比のジアリルスルフィド（沸点１３９〜１４０℃）とＳ_８としての元素硫黄との混合物は、２時間後に２層のままであり、反応は全く示されなかった。反応条件は沸点よりはるかに低かったため、ジアリルジスルフィドに使用される条件下では、ジアリルスルフィドの硫黄は、Ｓ_８環を開くための反応性が不十分であると判断される。

内部標準を有する１：１．１のモル比のビス−（２−メチアリル）ジスルフィドおよび元素硫黄（Ｓ_８として）。
硫黄華（Ｓ_８、０．６４０ｇ、２．５０ｍｍｏｌ）が入れられた１０ｍＬの丸底フラスコを、あらかじめ１２０℃に加熱した油浴中に入れた。すべての硫黄が溶融して透明麦わら色液体になってから、４，４’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル（０．０３０８ｇ、０．１１６ｍｍｏｌ）のビス−（２−メチアリル）ジスルフィド（０．４１５ｇ、２．３８ｍｍｏｌ）の溶液をすべて一度に、マグネチックスターラーで撹拌した液体に加えた。３分以内に、最初濁っていた２層液体混合物は、１つの液体層のみを有する透明均一溶液になった。種々の時点、たとえば５分、１０分、２０分、３０分、４５分、１時間、１．５時間、および２時間において、分析のために反応混合物から少量のサンプルを抜き取った。抜き取ったサンプルをＣＤＣｌ_３中に溶解させることで、ＮＭＲおよび逆相ＨＰＬＣ分析の両方を同じサンプルに対して行うことができた。所望であれば、残りの材料は直接使用することもでき、メタノール可溶性またはエタノール可溶性の画分を抽出によってアルコール不溶性残留物から分離することもでき、次にこれをさらに使用するためにクロロホルム中に溶解させることができた。出発ジスルフィドは、その^１Ｈ ＮＭＲスペクトルでδ３．２６３８において２つのＣＨ_２ＳＳプロトンの一重項を示した。硫黄とともに加熱した後には、δ３．００７（モノスルフィド）、３．４３１（トリスルフィド）、３．５０２（テトラスルフィド）、および３．５３７（ペンタスルフィド以上）においても一重項が見られた。３０分間加熱した後のＨＰＬＣ分析（表を参照）では、均等な間隔で配置した２０個を超えるピークが示され、これは、ジアリルジスルフィドから形成されたものと類似のビス（２−メチル−２−プロペニル）ポリスルフィドのファミリーを示している。

より高級な同族体への反応の進行を示す^１Ｈ ＮＭＲ分析のデータを以下に示す。

* Ｓ_１＝ビス（２−メチアリル）スルフィド；
Ｓ_２＝ビス（２−メチアリル）ジスルフィド；
Ｓ_３＝ビス（２−メチアリル）トリスルフィド；など。

３０分のサンプルのＨＰＬＣ分析のデータを以下に示す。

１：１．１のモル比のニンニク油および元素硫黄（Ｓ_８として）
硫黄華（Ｓ_８、０．６４１４ｇ、２．５０５ｍｍｏｌ）が入れられた１０ｍＬの丸底フラスコを、あらかじめ１２０℃に加熱した油浴中に入れた。すべての硫黄が溶融して透明麦わら色液体になってから、市販のニンニク油（０．４１９１ｇ、ジアリルトリスルフィドを基準として２．３５ｍｍｏｌ）をすべて一度に、マグネチックスターラーで撹拌した液体（ニンニク油は約８０％のジアリルポリスルフィドと２０％のアリルメチルポリスルフィドとの混合物である）に加えた。３分以内に、最初濁っていた２層液体混合物は、１つの液体層のみを有する透明均一溶液になった。３０分後に反応混合物から少量のサンプルを抜き取り、ＮＭＲおよび逆相ＨＰＬＣの両方により分析するためにＣＤＣｌ_３中に溶解させた。以下に示すＨＰＬＣ分析では、ｎ＝７〜１９のＤＡＳ_ｎと類似の保持時間を有する化合物などの多数のポリスルフィドの形成が示されている。

ＣＨ_２ＳプロトンのＮＭＲ分光分析では、ジアリルポリスルフィドおよびアリルメチルポリスルフィドＭｅＳ_ｎＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２のファミリーの形成を示しており、生成物の６５％がｎ≧５であり、元のニンニク油が１１％であるのと対照的である。ＣＨ_３ＳプロトンのＮＭＲ分析では、ｎ≧５のＣＨ_３Ｓ_ｎを有するメチルアリルポリスルフィドのファミリーが６２％形成されたことを示しており、元のニンニク油の場合の１６％と対照的である。

* Ｓ_１＝アリルスルフィド；
Ｓ_２＝アリルジスルフィド；
Ｓ_３＝アリルトリスルフィド；など。

出発物質の^１ＮＭＲスペクトル（図４）を０．５時間のサンプル（図５）と比較すると、ｎ≧５のＡｌｌ_２Ｓ_ｎに特徴的なδ３．６２および３．６０におけるＣＨ_２−Ｓプロトンの二重項の大きさの増加、およびそれに対応して、より短いＳ−鎖長ポリスルフィドの二重項の大きさの減少が明らかである。

１２０℃における１：１のモル比の２−シクロヘキセン−１−イルジスルフィドおよび元素硫黄（Ｓ_８として）
硫黄華（Ｓ_８、０．２５６ｇ、１．００ｍｍｏｌ）が入れられた１０ｍＬの丸底フラスコを、あらかじめ１２０℃に加熱した油浴中に入れた。すべての硫黄が溶融して透明麦わら色液体になってから、２−シクロヘキセン−１−イルジスルフィド（０．２２６ｇ、１．００ｍｍｏｌ）をすべて一度に、マグネチックスターラーで撹拌した液体に加えた。３分以内に、最初濁っていた２層液体混合物は、１つの液体層のみを有する透明均一溶液になった。種々の時点、たとえば５分、３０分、１時間、および２時間において、分析のために反応混合物から少量のサンプルを抜き取った。抜き取ったサンプルをＣＤＣｌ_３中に溶解させることで、ＮＭＲおよび逆相ＨＰＬＣ分析の両方を同じサンプルに対して行うことができた。以下の表にまとめたＨＰＬＣ分析は、２−シクロヘキセン−１−イルポリスルフィドから鎖中に１８個の硫黄原子を有するポリスルフィドまでのピークの進行を示している。その^１Ｈ ＮＭＲスペクトルにおいて、２−シクロヘキセン−１−イルジスルフィドは、δ３．４８〜３．５１において多重項を示しており、アリル系ＣＨ−Ｓプロトンに帰属することができる。加熱すると、出発物質には存在しない新しい幅広のピークがδ３．８８に現れる。このピークは２−シクロヘキセン−１−イルポリスルフィドのアリル系ＣＨ−Ｓ_ｎプロトンであると考えられる。複数のＮＭＲスペクトルの積分による、ポリスルフィド形成の時間経過を以下に示す。

１時間のサンプルのＨＰＬＣ分析のデータを以下に示す。

ＨＰＬＣ分析は（シクロヘキセン−１−イル）_２Ｓ_１８ピークの後で終了したが、実施例２および３から類推すれば、より高級な同族体も推測される。

１３０℃における１：０．２のモル比のジアリルジスルフィドおよび元素硫黄（Ｓ_８として）
ジアリルジスルフィド（２０ｇ；０．１４モル）を粉末硫黄（８ｇ、０．０３モル）と混合し、１３０℃で１０分間加熱した後冷却した。得られた混合物に対してエタノール抽出を行い、それによってより短い鎖長のポリスルフィドを可溶化させた。エタノール抽出物をＨＰＬＣによって分析すると、以下の結果が得られた。

１１０℃における１：０．２のモル比のジアリルジスルフィドおよび元素硫黄（Ｓ_８として）
ジアリルジスルフィド（２０ｇ；０．１４モル）を粉末硫黄（８ｇ、０．０３モル）と混合し、１１０℃で１０分間加熱した後、冷却した。得られた混合物に対してエタノール抽出を行い、それによってより短い鎖長のポリスルフィドを可溶化させた。エタノール抽出物をＨＰＬＣによって分析すると、以下の結果が得られた。

１４５℃における１：０．４のモル比のジアリルジスルフィドおよび元素硫黄（Ｓ_８として）
ジアリルジスルフィド（２０ｇ；０．１４モル）を粉末硫黄（１２ｇ；０．０５モル）と混合し、１４５℃で５分間加熱した後、冷却した。得られた混合物に対してエタノール抽出を行い、それによってより短い鎖長のポリスルフィドを可溶化させた。エタノール抽出物をＨＰＬＣによって分析すると、以下の結果が得られた。

図６に実施例９〜１１の結果を示しており、生成されたポリスルフィドのスペクトルに対する反応温度の影響を示している。反応温度が１１０℃から１４５℃まで変化すると、生成されたジアリルポリスルフィドのスペクトルが、より長い鎖長に移動することが分かる。したがって、鎖長のスペクトルを制御するために温度を使用することができる。より低温の実施例１０においては、かなりの量の未反応ＤＡＳ２が残留した。

１１０℃、続いて１４０℃における１：０．４のモル比のジアリルジスルフィドおよび元素硫黄（Ｓ_８として）
ジアリルジスルフィド（２０ｇ；０．１４モル）を粉末硫黄（１６ｇ、０．０６モル）と混合し、１１０℃に加熱し、その温度で１５分間維持した。次に反応混合物を、硫黄の沈殿が現れるまで冷却し、続いて１４０℃まで再加熱し、その温度で５分間維持し、続いて冷却した。得られた混合物に対してエタノール抽出を行い、それによってより短い鎖長のポリスルフィドを可溶化させた。エタノール抽出物をＨＰＬＣによって分析すると、以下の結果が得られた。

この実施例では、非常にわずかの未反応ＤＡＳ２が残留し（ピーク面積基準で５％未満）、高級ポリスルフィド（ＤＡＳ４〜ＤＡＳ７）が全ピーク面積の約８０％を構成することがわかり、実施例１０における約６４％の高級ポリスルフィドとは対照的である。さらに、実施例１２におけるＤＡＳ４濃度は、反応条件の結果として実施例１０で得られたものより約１．５倍高かった。

したがって、このような２つの温度条件の反応を使用することによって、すなわち、出発試薬（元素硫黄、およびジアリルポリスルフィド、たとえばＤＡＳ２、またはその２−置換類似体）を混合し；硫黄の三重点を超えるまで加熱し、その温度で混合物を維持し；硫黄沈殿物が観察されるまで温度を低下させ；硫黄三重点を超えるまで混合物を再加熱させることによって、顕著な利点を得ることができる。

用語
ＤＡＳ ジアリルスルフィド
ＤＡＳ２ ジアリルジスルフィド
ＤＡＳ３ ジアリルトリスルフィド
ＤＡＳ４ ジアリルテトラスルフィド
ＤＡＳ５ ジアリルペンタスルフィド
ＤＡＳ６ ジアリルヘキサスルフィド
ＤＡＳ７ ジアリルヘプタスルフィド
ＤＡＳｎ ジアリルＳ_ｎ
参考文献

Claims (14)

1. 

   （上式中、ｎは３〜２２であり；Ｒ^１は、
   水素；
   メチル；
   フェニル；
   カルボエトキシ；
   カルボメトキシ；
   カルボキシ；
   ヒドロキシメチル；
   トリメチルシリルメチル；
   単鎖アルキル；
   クロロ；および
   フルオロを含む群より選択され；
   但しｎが３〜８の場合、Ｒ^１は水素ではない）
   の化合物。
2. 

   （上式中、ｎは９〜２２である）
   である、請求項１に記載の化合物。
3. 

   （上式中、ｎは３〜２２である）
   である、請求項１に記載の化合物。
4. ビス（２−プロペニル）ポリスルフィド；および
   ２−置換ビス（２−プロペニル）ポリスルフィド
   を含む群より選択されるジアリル系ポリスルフィドの硫黄鎖長を延長する方法であって；
   前記ジアリル系ポリスルフィドを元素硫黄と混合するステップと、５０℃を超える温度に混合物を加熱するステップとを含む、方法。
5. 元素硫黄の融点以上の温度に前記混合物が加熱される、請求項４に記載の方法。
6. 前記ジアリル系ポリスルフィドがジアリルポリスルフィドを含む、請求項４または５のいずれかに記載の方法。
7. ビス（２−プロペニル）ポリスルフィド；および
   ２−置換ビス（２−プロペニル）ポリスルフィド
   を含む群より選択されるジアリル系ポリスルフィドの硫黄鎖長を延長する方法であって；
   前記ジアリル系ポリスルフィドを溶融硫黄と混合するステップを含む、方法。
8. 前記ジアリル系ポリスルフィドが、２２個未満の硫黄原子を有するポリスルフィドを含む、請求項３から５のいずれか一項に記載の方法。
9. 

   （上式中、Ｒ^１は、
   フェニル；
   カルボエトキシ；
   カルボメトキシ；
   カルボキシ；
   ヒドロキシメチル；
   トリメチルシリルメチル；
   短鎖アルキル；
   クロロ；および
   フルオロを含む群より選択され；
   ｎは３〜２０である）
   である請求項１に記載の化合物。
10. 

    （上式中、ｎは３〜１８である）
    の化合物。
11. 

    （上式中、ｎは３〜１８である）
    の化合物。
12. アリルメチルポリスルフィド（ＭｅＳ_ｎＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２）の硫黄鎖長を延長する方法であって、前記アリルメチルポリスルフィドを元素硫黄と混合するステップと、５０℃を超える温度に混合物を加熱するステップとを含む、方法。
13. 元素硫黄の融点以上の温度に前記混合物が加熱される、請求項１２に記載の方法。
14. アリルメチルポリスルフィド（ＭｅＳ_ｎＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２）の硫黄鎖長を延長する方法であって、前記アリルメチルポリスルフィドを溶融硫黄と混合するステップを含む、方法。

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