JP2022067673A - Production method of thiolactone compound - Google Patents

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雅彦 関
Masahiko Seki
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)

Abstract

To provide an efficient production method of thiolactone compound.SOLUTION: A thiolactone compound is obtained by reacting a lactone compound represented by the following formula (I) with a thiocarboxylic acid alkali metal salt at a reaction temperature of lower than 125°C. In the formula (I), R1 and R2 are each a hydrogen atom, a benzyl group, or a benzyl group having a substituent.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、チオラクトン化合物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a thiolactone compound.

チオラクトン化合物は、環状エステルであるラクトン化合物の環を形成する酸素原子を硫黄原子に置き換えた構造を有する化合物である。チオラクトン化合物は、医薬、食品、化粧品をはじめとする各種有用化合物の合成中間体として重要な化合物である。 The thiolactone compound is a compound having a structure in which an oxygen atom forming a ring of a lactone compound which is a cyclic ester is replaced with a sulfur atom. Thiolactone compounds are important compounds as synthetic intermediates for various useful compounds such as pharmaceuticals, foods and cosmetics.

チオラクトン化合物を合成中間体として活用した合成法の一つとして、以下に表されるビオチンの製造法が知られている(非特許文献1)。ビオチンは、水溶性ビタミンの一種である。 As one of the synthetic methods utilizing a thiolactone compound as a synthetic intermediate, a method for producing biotin represented below is known (Non-Patent Document 1). Biotin is a type of water-soluble vitamin.

Figure 2022067673000001
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特許文献1及び2には、それぞれ、上記ステージ4において、ラクトン化合物(LCT)とチオ酢酸カリウムとを、130℃又は150℃の温度で1時間にわたって混合攪拌することにより、チオラクトン化合物(DTL)を得ることが記載されている。 In Patent Documents 1 and 2, respectively, in the above stage 4, the lactone compound (LCT) and potassium thioacetate are mixed and stirred at a temperature of 130 ° C. or 150 ° C. for 1 hour to obtain a thiolactone compound (DTL). It is stated that it will be obtained.

国際公開2018/025722号公報International Publication No. 2018/025722 国際公開2020/110831号公報International Publication No. 2020/110831

Pierre J. de Clercq, “Biotin: A Timeless Challenge for Total Synthesis” Chemical Reviews, 1997, Vol. 97, No. 6.Pierre J. de Clercq, "Biotin: A Timeless Challenge for Total Synthesis" Chemical Reviews, 1997, Vol. 97, No. 6.

本発明の目的は、効率的なチオラクトン化合物の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an efficient method for producing a thiolactone compound.

実施形態によると、チオラクトン化合物の製造方法が提供される。この製造方法は、下記式(I)に表されるラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩とを、125℃未満の反応温度で反応させて、下記式(II)に表されるチオラクトン化合物を得ることを含む。 According to the embodiment, a method for producing a thiolactone compound is provided. In this production method, a lactone compound represented by the following formula (I) and a thiocarboxylic acid alkali metal salt are reacted at a reaction temperature of less than 125 ° C. to obtain a thiolactone compound represented by the following formula (II). including.

Figure 2022067673000002
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式(I)において、R及びRは、それぞれ、水素原子、ベンジル基、又は置換基を有するベンジル基である。 In formula (I), R 1 and R 2 are benzyl groups having a hydrogen atom, a benzyl group, or a substituent, respectively.

Figure 2022067673000003
Figure 2022067673000003

式(II)において、R及びRは、それぞれ、式(I)におけるものと同義である。 In formula (II), R 1 and R 2 are synonymous with those in formula (I), respectively.

本発明によると、効率的なチオラクトン化合物の製造方法が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an efficient method for producing a thiolactone compound is provided.

実施形態に係る方法では、上記式(I)に表されるラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩とを、125℃未満の反応温度で反応させることにより、上記式(II)に表されるチオラクトン化合物を製造する。以下、式(I)に表されるラクトン化合物及び式(II)に表されるチオラクトン化合物を、それぞれ、単にラクトン化合物及びチオラクトン化合物とも称する。 In the method according to the embodiment, the lactone compound represented by the above formula (I) and the thiocarboxylic acid alkali metal salt are reacted at a reaction temperature of less than 125 ° C. to cause the thiolactone compound represented by the above formula (II). To manufacture. Hereinafter, the lactone compound represented by the formula (I) and the thiolactone compound represented by the formula (II) are also simply referred to as a lactone compound and a thiolactone compound, respectively.

この範囲内の温度でラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩とを反応させると、効率的にチオラクトン化合物を製造できる。すなわち、ラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩との反応は、発熱反応である。125℃以上の高温下においてこれらを反応させると、反応で生じた熱により、これらの反応が更に加速され、ラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩との混合物の温度が更に上昇し得る。例えば、この混合物の温度は、短時間の間に、初期に設定された反応温度よりも10℃以上上昇することがある。このように反応終了前に混合物の温度が急激に上昇すると、混合物内に着色成分が生成し得る。この着色成分は、チオラクトン化合物及びチオカルボン酸アルカリ金属塩の少なくとも一方の分解物に由来すると本発明者は推測している。すなわち、125℃以上の高温下でラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩とを反応させると、チオラクトン化合物の収率が低下し得るとともに、着色成分を除去する工程が複数回必要となり得る。 When the lactone compound and the thiocarboxylic acid alkali metal salt are reacted at a temperature within this range, the thiolactone compound can be efficiently produced. That is, the reaction between the lactone compound and the thiocarboxylic acid alkali metal salt is an exothermic reaction. When these are reacted at a high temperature of 125 ° C. or higher, the heat generated by the reaction further accelerates these reactions, and the temperature of the mixture of the lactone compound and the thiocarboxylic acid alkali metal salt can be further increased. For example, the temperature of this mixture may rise by more than 10 ° C. above the initially set reaction temperature in a short period of time. If the temperature of the mixture rises sharply before the reaction is completed in this way, colored components may be formed in the mixture. The present inventor speculates that this coloring component is derived from at least one decomposition product of the thiolactone compound and the thiocarboxylic acid alkali metal salt. That is, when the lactone compound and the thiocarboxylic acid alkali metal salt are reacted at a high temperature of 125 ° C. or higher, the yield of the thiolactone compound may decrease and the step of removing the coloring component may be required a plurality of times.

実施形態に係る方法では、125℃未満の反応温度でラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩とを反応させるため、着色成分が生じにくく、チオラクトン化合物を安定的に製造できる。それゆえ、実施形態に係る方法によると、チオラクトン化合物の製造効率が高まる。 In the method according to the embodiment, since the lactone compound and the thiocarboxylic acid alkali metal salt are reacted at a reaction temperature of less than 125 ° C., coloring components are less likely to be generated, and the thiolactone compound can be stably produced. Therefore, according to the method according to the embodiment, the production efficiency of the thiolactone compound is increased.

ラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩との混合物における急速な反応温度の上昇は、特に多量のチオエステル化合物の製造時に生じやすい。したがって、実施形態に係る方法は、基質として0.5kg以上、あるいは、1.0kg以上のラクトン化合物を用いる場合において好適である。基質であるラクトン化合物の量に上限値は特にないが、一例によると、10.0kg以下であり、他の例によると、5.0kg以下である。 A rapid increase in reaction temperature in a mixture of a lactone compound and a thiocarboxylic acid alkali metal salt is particularly likely to occur during the production of large amounts of thioester compounds. Therefore, the method according to the embodiment is suitable when 0.5 kg or more or 1.0 kg or more of the lactone compound is used as the substrate. There is no particular upper limit to the amount of the lactone compound as a substrate, but according to one example, it is 10.0 kg or less, and according to another example, it is 5.0 kg or less.

以下、実施形態に係る製造方法の詳細を説明する。 Hereinafter, the details of the manufacturing method according to the embodiment will be described.

(ラクトン化合物)
ラクトン化合物は、下記式(I)で表される。ラクトン化合物は、ビオチン合成のための中間体として用い得る。
(Lactone compound)
The lactone compound is represented by the following formula (I). Lactone compounds can be used as intermediates for biotin synthesis.

Figure 2022067673000004
Figure 2022067673000004

式(I)において、R及びRは、それぞれ、水素原子、ベンジル基、又は置換基を有するベンジル基である。 In formula (I), R 1 and R 2 are benzyl groups having a hydrogen atom, a benzyl group, or a substituent, respectively.

ベンジル基の置換基は、例えば、アルコキシ基、ニトロ基、アミノ基、及びヒドロキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種である。置換基を有するベンジル基の例としては、4-メチルベンジル基、4-メトキシベンジル基、4-ニトロベンジル基、4-アミノベンジル基、及び4-ヒドロキシベンジル基が挙げられる。 The substituent of the benzyl group is, for example, at least one selected from the group consisting of an alkoxy group, a nitro group, an amino group, and a hydroxy group. Examples of benzyl groups having substituents include 4-methylbenzyl group, 4-methoxybenzyl group, 4-nitrobenzyl group, 4-aminobenzyl group, and 4-hydroxybenzyl group.

(チオカルボン酸アルカリ金属塩)
チオカルボン酸アルカリ金属塩は、ラクトン化合物に硫黄を導入するための試薬である。チオカルボン酸アルカリ金属塩としては、例えば、チオ酢酸アルカリ金属塩及びチオ安息香酸アルカリ金属塩からなる群より選ばれる少なくとも一種を用いる。チオ酢酸アルカリ金属塩は、チオ酢酸ナトリウム、チオ酢酸カリウム、及びチオ酢酸リチウムを含む。チオ安息香酸アルカリ金属塩は、チオ安息香酸ナトリウム、チオ安息香酸カリウム、及びチオ安息香酸リチウムを含む。チオカルボン酸アルカリ金属塩は、1種類のみ用いてもよく、複数種類を組み合わせて用いてもよい。チオカルボン酸アルカリ金属塩としては、チオ酢酸アルカリ金属塩を用いることが好ましく、チオ酢酸カリウムを用いることがより好ましい。
(Tiocarboxylic acid alkali metal salt)
The thiocarboxylic acid alkali metal salt is a reagent for introducing sulfur into a lactone compound. As the thiocarboxylic acid alkali metal salt, for example, at least one selected from the group consisting of thioacetate alkali metal salt and thiobenzoic acid alkali metal salt is used. Alkali metal thioacetate salts include sodium thioacetate, potassium thioacetate, and lithium thioacetate. Alkali metal salts of thiobenzoate include sodium thiobenzoate, potassium thiobenzoate, and lithium thiobenzoate. Only one kind of thiocarboxylic acid alkali metal salt may be used, or a plurality of kinds may be used in combination. As the thiocarboxylic acid alkali metal salt, it is preferable to use a thioacetic acid alkali metal salt, and it is more preferable to use potassium thioacetate.

1モルのラクトン化合物に対するチオカルボン酸アルカリ金属塩の量は、例えば、1~3モルであり、好ましくは1~2モルであり、特に好ましくは1~1.8モルである。 The amount of the thiocarboxylic acid alkali metal salt with respect to 1 mol of the lactone compound is, for example, 1 to 3 mol, preferably 1 to 2 mol, and particularly preferably 1 to 1.8 mol.

チオカルボン酸アルカリ金属塩としては、市販のものを用いてもよく、合成したものを用いてもよい。チオカルボン酸アルカリ金属塩は、例えば、チオカルボン酸とアルカリ金属塩とを反応させることにより合成できる。 As the thiocarboxylic acid alkali metal salt, a commercially available one may be used, or a synthetic one may be used. The thiocarboxylic acid alkali metal salt can be synthesized, for example, by reacting the thiocarboxylic acid with the alkali metal salt.

アルカリ金属塩の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等の水酸化アルカリ金属塩;水酸化マグネシウム、水酸化バリウム等のアルカリ土類金属塩;炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウム等の炭酸アルカリ金属塩;酢酸カリウム、酢酸ナトリウム等の酢酸アルカリ金属塩等が挙げられる。これらのアルカリ金属塩の中でも、チオカルボン酸との反応性、工業的に入手可能な点から、水酸化アルカリ金属塩及び酢酸アルカリ金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましく、酢酸アルカリ金属塩を用いることがより好ましい。 Specific examples of the alkali metal salt include alkali metal hydroxide salts such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide; alkaline earth metal salts such as magnesium hydroxide and barium hydroxide; potassium carbonate, sodium carbonate and carbonic acid. Alkali metal carbonates such as lithium and cesium carbonate; alkali metal acetates such as potassium acetate and sodium acetate can be mentioned. Among these alkali metal salts, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of alkali metal hydroxide salts and alkali metal acetate salts from the viewpoint of reactivity with thiocarboxylic acid and industrial availability. It is more preferable to use an alkali metal salt.

チオカルボン酸としては、例えば、チオ酢酸及びチオ安息香酸の少なくとも一方を用いる。チオカルボン酸としては、チオ酢酸を用いることが好ましい。 As the thiocarboxylic acid, for example, at least one of thioacetic acid and thiobenzoic acid is used. As the thiocarboxylic acid, it is preferable to use thioacetic acid.

チオカルボン酸とアルカリ金属塩との反応温度は、例えば、0~50℃であり、好ましくは5~40℃であり、特に好ましくは10~30℃である。反応時間は、例えば、0.5~4時間であり、好ましくは0.5~3時間であり、特に好ましくは0.5~2時間である。 The reaction temperature of the thiocarboxylic acid and the alkali metal salt is, for example, 0 to 50 ° C, preferably 5 to 40 ° C, and particularly preferably 10 to 30 ° C. The reaction time is, for example, 0.5 to 4 hours, preferably 0.5 to 3 hours, and particularly preferably 0.5 to 2 hours.

1モルのチオカルボン酸に対する、アルカリ金属塩の量は、1モル以上6モル以下であることが好ましく、1モルより大きく6モル以下であることがより好ましく、1.1モル以上4モル以下であることが更に好ましい。以上の範囲の中でも、チオカルボン酸を使用する量(モル数)は、前記ラクトン化合物のモル数以上となることが好ましい。 The amount of the alkali metal salt with respect to 1 mol of thiocarboxylic acid is preferably 1 mol or more and 6 mol or less, more preferably larger than 1 mol and 6 mol or less, and 1.1 mol or more and 4 mol or less. Is even more preferable. Within the above range, the amount (number of moles) of thiocarboxylic acid used is preferably equal to or greater than the number of moles of the lactone compound.

(チオラクトン化合物)
チオラクトン化合物は、下記式(II)で表される。このチオラクトン化合物は、ビオチン合成のための中間体として使用し得る。
(Thiolactone compound)
The thiolactone compound is represented by the following formula (II). This thiolactone compound can be used as an intermediate for biotin synthesis.

Figure 2022067673000005
Figure 2022067673000005

式(II)において、R及びRは、前記式(I)におけるものと同義である。 In formula (II), R 1 and R 2 are synonymous with those in formula (I).

チオラクトン化合物は、白色又は無色透明であってもよく、色を有していてもよい。チオラクトン化合物の色は、例えば、黒色、赤色、赤褐色、赤紫色、紫色、橙色、又は褐色である。チオラクトン化合物の色は、夾雑物や不純物に由来すると考えられる。そのため、チオラクトン化合物は、着色成分が少なく、透明度が高いことが好ましい。実施形態の製造方法によれば、着色の少ないチオラクトン化合物を得ることができる。 The thiolactone compound may be white or colorless and transparent, and may have a color. The color of the thiolactone compound is, for example, black, red, reddish brown, purplish red, purple, orange, or brown. The color of the thiolactone compound is thought to be derived from impurities and impurities. Therefore, it is preferable that the thiolactone compound has few coloring components and high transparency. According to the production method of the embodiment, a thiolactone compound with less coloring can be obtained.

このチオラクトン化合物は、下記式(III)に示すビオチン誘導体(以下、ビオチン誘導体とも称する)へと合成され得る。 This thiolactone compound can be synthesized into a biotin derivative represented by the following formula (III) (hereinafter, also referred to as a biotin derivative).

Figure 2022067673000006
Figure 2022067673000006

式中、R及びRは、前記式(I)におけるものと同義であり、Rは、下記式(IV)におけるものと同義である。ビオチン誘導体は、公知の方法でビオチンへと合成され得る。 In the formula, R 1 and R 2 have the same meaning as those in the above formula (I), and R 3 has the same meaning as those in the following formula (IV). The biotin derivative can be synthesized into biotin by a known method.

チオラクトン化合物からビオチン誘導体を製造する方法は、公知の方法を採用できる。例えば、パラジウム及びニッケルの少なくとも一方の触媒存在下、チオラクトン化合物と、下記式(IV)で表される亜鉛試薬とを反応させる方法が報告されている。 As a method for producing a biotin derivative from a thiolactone compound, a known method can be adopted. For example, a method of reacting a thiolactone compound with a zinc reagent represented by the following formula (IV) in the presence of at least one catalyst of palladium and nickel has been reported.

Figure 2022067673000007
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式中、Rは、アルキル基又はアラルキル基である。 In the formula, R 3 is an alkyl group or an aralkyl group.

(Tetrahedron Letters 41 (2000) 5099-5101、Organic Syntheses, Vol. 84, p.285-294(2007);Coll. Vol. 11, p.281-288(2009).)
(チオラクトン化合物の製造方法)
チオラクトン化合物は、上記式(I)に表されるラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩とを、125℃未満の反応温度で反応させて、ラクトン環を構成する酸素を硫黄に置換することにより得られる。
(Tetrahedron Letters 41 (2000) 5099-5101, Organic Syntheses, Vol. 84, p.285-294 (2007); Coll. Vol. 11, p.281-288 (2009).)
(Method for producing thiolactone compound)
The thiolactone compound is obtained by reacting the lactone compound represented by the above formula (I) with a thiocarboxylic acid alkali metal salt at a reaction temperature of less than 125 ° C. to replace the oxygen constituting the lactone ring with sulfur. ..

ここで、本明細書中において、反応温度とは、ラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩とが混合されて得られた混合物における、ラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩との反応中の温度を意味する。これらの反応中は、125℃未満の温度に保たれていればよく、混合物の温度の上昇又は低下が生じてもよく、温度変化が繰り返し生じていてもよい。 Here, in the present specification, the reaction temperature means the temperature during the reaction between the lactone compound and the thiocarboxylic acid alkali metal salt in the mixture obtained by mixing the lactone compound and the thiocarboxylic acid alkali metal salt. .. During these reactions, the temperature may be kept below 125 ° C., the temperature of the mixture may rise or fall, or the temperature may change repeatedly.

反応温度は、チオラクトン化合物の安定性を高め、着色成分を生じにくくするという点からは、120℃以下であることが好ましく、110℃以下であることがより好ましく、105℃以下であることが更に好ましい。 The reaction temperature is preferably 120 ° C. or lower, more preferably 110 ° C. or lower, and further preferably 105 ° C. or lower, from the viewpoint of increasing the stability of the thiolactone compound and making it difficult to generate coloring components. preferable.

反応温度の下限は、ラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩との反応が進行する温度であればよい。反応温度は、ラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩と反応性を高めるという点からは、85℃以上であることが好ましく、90℃以上であることがより好ましく、95℃以上であることが更に好ましい。 The lower limit of the reaction temperature may be any temperature at which the reaction between the lactone compound and the thiocarboxylic acid alkali metal salt proceeds. The reaction temperature is preferably 85 ° C. or higher, more preferably 90 ° C. or higher, still more preferably 95 ° C. or higher, from the viewpoint of enhancing the reactivity between the lactone compound and the thiocarboxylic acid alkali metal salt. ..

ラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩との反応時間は、6時間以上であることが好ましい。すなわち、125℃未満の比較的低温の反応温度で、長時間にわたって反応させることにより、安定的に高収率でチオラクトン化合物を製造できる。反応時間は、8時間以上であることがより好ましく、10時間以上であることが更に好ましい。反応時間に上限は特にないが、一例によると、20時間以下であり、他の例によると、15時間以下である。反応時間中、混合物は攪拌されることが好ましい。 The reaction time between the lactone compound and the thiocarboxylic acid alkali metal salt is preferably 6 hours or more. That is, the thiolactone compound can be stably produced in high yield by reacting for a long time at a relatively low reaction temperature of less than 125 ° C. The reaction time is more preferably 8 hours or more, further preferably 10 hours or more. There is no particular upper limit to the reaction time, but according to one example, it is 20 hours or less, and according to another example, it is 15 hours or less. The mixture is preferably stirred during the reaction time.

ラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩との反応は、反応溶媒中で行われることが好ましい。反応溶媒としては、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMA)、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、及びN,N-ジメチルイミダゾリジン-2-オン(DMI)からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いる。 The reaction between the lactone compound and the thiocarboxylic acid alkali metal salt is preferably carried out in a reaction solvent. Examples of the reaction solvent include N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMA), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and N, N-dimethylimidazolidine-2-one. At least one selected from the group consisting of (DMI) is used.

反応溶媒を用いる場合、以下の方法でラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩とを混合することが好ましい。先ず、ラクトン化合物と反応溶媒とを混合して、混合液を調製する。この混合液における溶媒の量は、1gのラクトン化合物に対して、1mL以上3mL以下とすることが好ましい。この混合液を上記反応温度の範囲内の温度に達すまで加熱する。加熱後の混合液にチオカルボン酸アルカリ金属塩を加える。この際、先ず、チオカルボン酸アルカリ金属塩の反応溶媒への溶解が生じるが、この反応は吸熱反応である。したがって、混合液にチオカルボン酸アルカリ金属塩を加えると、一時的に当初の反応温度よりも混合液の温度が低下することがある。この一時的な温度低下が生じた後、混合液の温度は再び当初の反応温度付近に戻り、ラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩との反応が始まると考えられる。最大低下温度は、85℃以上となるように調整されることが好ましい。 When a reaction solvent is used, it is preferable to mix the lactone compound and the thiocarboxylic acid alkali metal salt by the following method. First, the lactone compound and the reaction solvent are mixed to prepare a mixed solution. The amount of the solvent in this mixed solution is preferably 1 mL or more and 3 mL or less with respect to 1 g of the lactone compound. This mixed solution is heated until it reaches a temperature within the above reaction temperature range. Add an alkali metal thiocarboxylic acid salt to the heated mixture. At this time, first, the thiocarboxylic acid alkali metal salt is dissolved in the reaction solvent, and this reaction is an endothermic reaction. Therefore, when a thiocarboxylic acid alkali metal salt is added to the mixed solution, the temperature of the mixed solution may be temporarily lowered from the initial reaction temperature. After this temporary temperature drop occurs, it is considered that the temperature of the mixed solution returns to the vicinity of the initial reaction temperature again, and the reaction between the lactone compound and the thiocarboxylic acid alkali metal salt starts. The maximum temperature drop is preferably adjusted to be 85 ° C. or higher.

反応温度は、公知の方法で調整できる。例えば、ラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩との混合物を収容する容器に接するヒータ等の温度を調整することにより、混合物の反応温度を調整できる。 The reaction temperature can be adjusted by a known method. For example, the reaction temperature of the mixture can be adjusted by adjusting the temperature of a heater or the like in contact with a container containing the mixture of the lactone compound and the alkali metal thiocarboxylic acid salt.

上記の方法で得られたチオラクトン化合物は、下記の方法により取り出されることが好ましい。先ず、チオラクトン化合物を含む反応液に、クエンチ液を加え、反応液を40℃以下へと冷却することにより反応を停止させる。クエンチ液としては、例えば、水を用いる。クエンチ液の量は、例えば、1gのラクトン化合物に対して1mL以上10mL以下とする。クエンチ液添加後の混合物の温度は、10℃以上35℃以下の範囲内にあることが好ましい。 The thiolactone compound obtained by the above method is preferably taken out by the following method. First, the quench solution is added to the reaction solution containing the thiolactone compound, and the reaction solution is cooled to 40 ° C. or lower to terminate the reaction. As the quenching liquid, for example, water is used. The amount of the quench solution is, for example, 1 mL or more and 10 mL or less with respect to 1 g of the lactone compound. The temperature of the mixture after the addition of the quench liquid is preferably in the range of 10 ° C. or higher and 35 ° C. or lower.

クエンチ液を加えた反応液を、例えば、1時間以上5時間以下にわたって攪拌して析出物を得る。この析出物をろ過により取り出し、水で洗浄した後、十分に乾燥させる。このようにして、チオラクトン化合物の粗体を得る。 The reaction solution to which the quenching solution is added is stirred for, for example, 1 hour or more and 5 hours or less to obtain a precipitate. The precipitate is removed by filtration, washed with water, and then sufficiently dried. In this way, a crude thiolactone compound is obtained.

(チオラクトン化合物の精製方法)
上記の方法で得られたチオラクトン化合物の粗体は、下記の方法により精製されることが好ましい。
(Method for purifying thiolactone compounds)
The crude thiolactone compound obtained by the above method is preferably purified by the following method.

先ず、チオラクトン化合物の粗体を活性炭処理に供する。これにより、粗体中の不純物を除去できる。具体的には、チオラクトン化合物の粗体と、有機溶媒と、活性炭とを混合し、この混合物を攪拌する。混合物において、析出物は、有機溶媒に溶解し得る。有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、クメン、ヘキサン、ヘプタン、メタノール、エタノール、イソプロパノール(IPA)、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、及び酢酸ブチルからなる群より選ばれる少なくとも1種を用いる。有機溶媒としては、アセトンを用いることが好ましい。 First, the crude thiolactone compound is subjected to activated carbon treatment. This makes it possible to remove impurities in the crude body. Specifically, a crude thiolactone compound, an organic solvent, and activated carbon are mixed, and the mixture is stirred. In the mixture, the precipitate can be dissolved in an organic solvent. Examples of the organic solvent include toluene, xylene, mesitylene, cumene, hexane, heptane, methanol, ethanol, isopropanol (IPA), acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, and butyl acetate. At least one selected from the above is used. Acetone is preferably used as the organic solvent.

活性炭の量は、チオラクトン化合物の粗体(固形分)を100質量部とした際に、例えば、1質量部以上20質量部以下、好ましくは、2質量部以上10質量部以下、より好ましくは、3質量部以上7質量部以下となるように添加する。 The amount of activated carbon is, for example, 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less, preferably 2 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, more preferably, when the crude material (solid content) of the thiolactone compound is 100 parts by mass. Add so as to be 3 parts by mass or more and 7 parts by mass or less.

1gのチオラクトン化合物の粗体に対する有機溶媒の量は、例えば、1mL以上20mL以下とし、好ましくは、2mL以上10mL以下とし、より好ましくは、3mL以上6mL以下とする。 The amount of the organic solvent with respect to the crude product of 1 g of the thiolactone compound is, for example, 1 mL or more and 20 mL or less, preferably 2 mL or more and 10 mL or less, and more preferably 3 mL or more and 6 mL or less.

混合物の攪拌温度は、例えば、10℃以上70℃以下とし、好ましくは、20℃以上65℃以下とする。混合物の攪拌時間は、例えば、12分以上3時間以下とし、好ましくは、30分以上2時間以下とする。 The stirring temperature of the mixture is, for example, 10 ° C. or higher and 70 ° C. or lower, preferably 20 ° C. or higher and 65 ° C. or lower. The stirring time of the mixture is, for example, 12 minutes or more and 3 hours or less, preferably 30 minutes or more and 2 hours or less.

活性炭処理完了後、混合物を濾過し、活性炭を取り除いた濾液を得る。この濾液を晶析処理に供する。すなわち、この濾液に任意に上記有機溶媒と同様の種類の有機溶媒を混合した後、水を更に混合して、チオラクトン化合物の結晶を析出させる。その後、一定温度下で一定時間放置し、チオラクトン化合物の結晶を成長させる。 After the activated carbon treatment is completed, the mixture is filtered to obtain a filtrate from which the activated carbon has been removed. This filtrate is subjected to crystallization treatment. That is, an organic solvent of the same type as the above-mentioned organic solvent is optionally mixed with this filtrate, and then water is further mixed to precipitate crystals of the thiolactone compound. Then, it is left at a constant temperature for a certain period of time to grow crystals of the thiolactone compound.

1gのチオラクトン化合物の粗体に対する有機溶媒の量は、例えば、1mL以上10mL以下とし、好ましくは、1mL以上5mL以下とする。1gのチオラクトン化合物の粗体に対する水の量は、例えば、3mL以上10mL以下とし、好ましくは、4mL以上8mL以下とする。晶析温度は、例えば、10℃以上40℃以下とし、好ましくは、15℃以上30℃以下とする。晶析時間は、例えば、6分以上6時間以下とし、好ましくは、30分以上3時間以下とする。 The amount of the organic solvent with respect to the crude product of 1 g of the thiolactone compound is, for example, 1 mL or more and 10 mL or less, preferably 1 mL or more and 5 mL or less. The amount of water with respect to the crude product of 1 g of the thiolactone compound is, for example, 3 mL or more and 10 mL or less, preferably 4 mL or more and 8 mL or less. The crystallization temperature is, for example, 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower, preferably 15 ° C. or higher and 30 ° C. or lower. The crystallization time is, for example, 6 minutes or more and 6 hours or less, preferably 30 minutes or more and 3 hours or less.

次に、混合物中からチオラクトン化合物の結晶を単離する。単離方法は特に限定されないが、例えば、加圧濾過、減圧濾過、遠心分離等である。単離したチオラクトン化合物の結晶を、任意に洗浄液を用いて洗浄した後、乾燥させる。以上の方法により、精製したチオラクトン化合物の結晶を得られる。 Next, crystals of the thiolactone compound are isolated from the mixture. The isolation method is not particularly limited, and examples thereof include pressure filtration, vacuum filtration, and centrifugation. The crystals of the isolated thiolactone compound are optionally washed with a washing solution and then dried. By the above method, crystals of the purified thiolactone compound can be obtained.

実施形態に係る方法によると、125℃未満の温度でラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩とを反応させるため、着色成分等の少ないチオラクトン化合物を含む反応液を得られる。そのため、チオラクトン化合物の精製処理を複数回繰り返す必要がなく、アセトン等の有機溶媒による晶析により、純度の高いチオラクトン化合物を得られる。 According to the method according to the embodiment, since the lactone compound and the thiocarboxylic acid alkali metal salt are reacted at a temperature of less than 125 ° C., a reaction solution containing a thiolactone compound having a small amount of coloring components and the like can be obtained. Therefore, it is not necessary to repeat the purification treatment of the thiolactone compound a plurality of times, and a highly pure thiolactone compound can be obtained by crystallization with an organic solvent such as acetone.

以下に実施例を挙げて、本発明を詳細に説明する。ただし、以下の実施例は具体例であって、本発明はこれらにより限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the following examples are specific examples, and the present invention is not limited thereto.

<実施例1>
(チオラクトン化合物の合成)
先ず、以下の方法で式(II)に示すチオラクトン化合物を合成した。なお、R及びRは、それぞれ、ベンジル基とした。
<Example 1>
(Synthesis of thiolactone compound)
First, the thiolactone compound represented by the formula (II) was synthesized by the following method. R 1 and R 2 were each a benzyl group.

25g(0.077mol)の式(I)に示すラクトン化合物を、37.5mLのN,N-ジメチルアセトアミド(DMA)に溶解させて、ラクトン化合物溶液を得た。このラクトン化合物溶液の真空引きと窒素リークとを3回繰り返した。窒素雰囲気下、ラクトン化合物溶液を100℃まで加熱した後、13.5g(0.118mol)のチオ酢酸カリウムをこれに加え、100℃の温度を保った状態で12時間にわたって攪拌して、反応液を得た。この反応において、ラクトン化合物溶液とチオ酢酸カリウムとの混合物に急激な温度上昇は見られなかった。 25 g (0.077 mol) of the lactone compound represented by the formula (I) was dissolved in 37.5 mL of N, N-dimethylacetamide (DMA) to obtain a lactone compound solution. Evacuation of this lactone compound solution and nitrogen leakage were repeated 3 times. After heating the lactone compound solution to 100 ° C. under a nitrogen atmosphere, 13.5 g (0.118 mol) of potassium thioacetate was added thereto, and the mixture was stirred for 12 hours while maintaining the temperature at 100 ° C. to prepare the reaction solution. Got In this reaction, no rapid temperature rise was observed in the mixture of the lactone compound solution and potassium thioacetate.

100℃の反応液に125mLの水を加え、反応液の温度を25℃~30℃の範囲内に低下させた。この温度範囲で2時間にわたって反応液を攪拌して、固体を析出させた。ろ過により析出物を取り出した後、25mLの水で洗浄した。洗浄後の析出物を60℃の温度で10時間にわたって送風乾燥させて、チオラクトン化合物の粗体を得た。チオラクトン化合物の粗体の量は23.1gであり、収率は88.0%であった。チオラクトン化合物の粗体の色は淡褐色であり、着色は少なかった。 125 mL of water was added to the reaction solution at 100 ° C. to lower the temperature of the reaction solution within the range of 25 ° C. to 30 ° C. The reaction solution was stirred over 2 hours in this temperature range to precipitate a solid. The precipitate was removed by filtration and then washed with 25 mL of water. The washed precipitate was air-dried at a temperature of 60 ° C. for 10 hours to obtain a crude thiolactone compound. The amount of crude thiolactone compound was 23.1 g, and the yield was 88.0%. The crude color of the thiolactone compound was light brown and there was little coloring.

(チオラクトン化合物の精製)
次に、以下の方法で式(II)に示すチオラクトン化合物の結晶を得た。
チオラクトン化合物の粗体の全量を127mLのアセトンに溶解させて、アセトン溶液を得た。このアセトン溶液に1.27gの活性炭を加え、得られた懸濁液を60℃の温度で1時間にわたって攪拌した。攪拌後の懸濁液から、セライト濾過により活性炭を取り出した。取り出した活性炭を60℃に加熱した23mLのアセトンで洗浄した。この操作を更に2回行い、得られた洗浄液を濾液に加えて、混合液を得た。この混合液に196mLの水を加えた後、25℃の温度で2時間にわたって攪拌して、固体を析出させた。析出物をろ過により取り出した後、23mLの水と23mLのアセトンとの混合溶媒で洗浄した。洗浄後の析出物を70℃の温度で4時間にわたって乾燥させて、チオラクトン化合物の結晶を得た。チオラクトン化合物の結晶の量は22.1gであり、ラクトン化合物からの収率は84.2%であった。
(Purification of thiolactone compound)
Next, crystals of the thiolactone compound represented by the formula (II) were obtained by the following method.
The entire amount of the crude thiolactone compound was dissolved in 127 mL of acetone to obtain an acetone solution. 1.27 g of activated carbon was added to this acetone solution, and the obtained suspension was stirred at a temperature of 60 ° C. for 1 hour. Activated carbon was removed from the stirred suspension by filtration through Celite. The removed activated carbon was washed with 23 mL of acetone heated to 60 ° C. This operation was further performed twice, and the obtained washing liquid was added to the filtrate to obtain a mixed liquid. After adding 196 mL of water to this mixture, the mixture was stirred at a temperature of 25 ° C. for 2 hours to precipitate a solid. The precipitate was removed by filtration and then washed with a mixed solvent of 23 mL of water and 23 mL of acetone. The washed precipitate was dried at a temperature of 70 ° C. for 4 hours to obtain crystals of the thiolactone compound. The amount of crystals of the thiolactone compound was 22.1 g, and the yield from the lactone compound was 84.2%.

<実施例2>
材料及び溶媒等の量を40倍にスケールアップしたこと以外は、実施例1と同様の方法でチオラクトン化合物の粗体を得た。なお、ラクトン化合物の質量は1.0kgであった。この反応において、ラクトン化合物溶液とチオ酢酸カリウムとの混合物に急激な温度上昇は見られなかった。得られたチオラクトン化合物の粗体の量は926gであり、その収率は88.21%であった。チオラクトン化合物の粗体の色は淡褐色であり、着色は少なかった。
<Example 2>
A crude thiolactone compound was obtained by the same method as in Example 1 except that the amounts of the material, solvent, etc. were scaled up 40 times. The mass of the lactone compound was 1.0 kg. In this reaction, no rapid temperature rise was observed in the mixture of the lactone compound solution and potassium thioacetate. The amount of the crude product of the obtained thiolactone compound was 926 g, and the yield was 88.21%. The crude color of the thiolactone compound was light brown and there was little coloring.

<比較例1>
ラクトン化合物溶液とチオ酢酸カリウムとの反応温度を125℃に変更したこと、及び、これらの混合後の攪拌時間を4時間にしたこと以外は、実施例1に記載したのと同様の方法でチオラクトン化合物の粗体を得た。この反応において、ラクトン化合物溶液とチオ酢酸カリウムとの混合物に温度上昇がみられた。得られたチオラクトン化合物の粗体の量は19.8gであり、その収率は75.44%であった。チオラクトン化合物の粗体の色はやや濃い褐色であり、着色はやや多かった。
<Comparative Example 1>
Thiolactone by the same method as described in Example 1 except that the reaction temperature between the lactone compound solution and potassium thioacetate was changed to 125 ° C. and the stirring time after mixing these was set to 4 hours. A crude compound was obtained. In this reaction, a temperature increase was observed in the mixture of the lactone compound solution and potassium thioacetate. The amount of the crude product of the obtained thiolactone compound was 19.8 g, and the yield was 75.44%. The crude color of the thiolactone compound was slightly dark brown, and the coloring was slightly higher.

<比較例2>
材料及び溶媒等の量を98倍(ラクトン化合物2.45kg)にスケールアップしたこと、及び、ラクトン化合物溶液とチオ酢酸カリウムとの反応温度を125℃に変更したこと以外は、実施例1に記載したのと同様の方法で実験を行った。その結果、ラクトン化合物溶液へチオ酢酸カリウムを加えた10分後に、混合物の温度が140℃にまで達する急激な温度上昇がみられた。ラクトン化合物溶液とチオ酢酸カリウムとの反応は、45分で終了した。得られたチオラクトン化合物の粗体の量は2.38kgであり、その収率は92.53%であった。チオラクトン化合物の粗体の色は黒褐色であり、着色が多かった。
<Comparative Example 2>
Described in Example 1 except that the amount of the material, solvent, etc. was scaled up 98 times (lactone compound 2.45 kg) and the reaction temperature between the lactone compound solution and potassium thioacetate was changed to 125 ° C. The experiment was carried out in the same way as the above. As a result, 10 minutes after adding potassium thioacetate to the lactone compound solution, a rapid temperature rise was observed in which the temperature of the mixture reached 140 ° C. The reaction between the lactone compound solution and potassium thioacetate was completed in 45 minutes. The amount of the crude product of the obtained thiolactone compound was 2.38 kg, and the yield was 92.53%. The crude color of the thiolactone compound was dark brown, and there was a lot of coloring.

実施例1及び2並びに比較例1及び2から明らかなように、ラクトン化合物溶液とチオ酢酸カリウムとの反応温度を125℃未満とすると、チオラクトン化合物の収率の高さと着色の少なさとを両立できた。 As is clear from Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, when the reaction temperature between the lactone compound solution and potassium thioacetate is less than 125 ° C., the high yield of the thiolactone compound and the low coloring can be achieved at the same time. rice field.

Claims (6)

下記式(I)に表されるラクトン化合物とチオカルボン酸アルカリ金属塩とを、125℃未満の反応温度で反応させて、下記式(II)に表されるチオラクトン化合物を得ることを含む、チオラクトン化合物の製造方法:
Figure 2022067673000008
前記式(I)において、R及びRは、それぞれ、水素原子、ベンジル基、又は置換基を有するベンジル基であり、
Figure 2022067673000009
前記式(II)において、R及びRは、それぞれ、前記式(I)におけるものと同義である。
A thiolactone compound comprising reacting a lactone compound represented by the following formula (I) with a thiocarboxylic acid alkali metal salt at a reaction temperature of less than 125 ° C. to obtain a thiolactone compound represented by the following formula (II). Manufacturing method:
Figure 2022067673000008
In the formula (I), R 1 and R 2 are benzyl groups having a hydrogen atom, a benzyl group, or a substituent, respectively.
Figure 2022067673000009
In the formula (II), R 1 and R 2 are synonymous with those in the formula (I), respectively.
前記反応温度は、90℃以上110℃以下である請求項1に記載のチオラクトン化合物の製造方法。 The method for producing a thiolactone compound according to claim 1, wherein the reaction temperature is 90 ° C. or higher and 110 ° C. or lower. 前記式(I)に表されるラクトン化合物と前記チオカルボン酸アルカリ金属塩との反応時間は、6時間以上である請求項1又は2に記載のチオラクトン化合物の製造方法。 The method for producing a thiolactone compound according to claim 1 or 2, wherein the reaction time between the lactone compound represented by the formula (I) and the thiocarboxylic acid alkali metal salt is 6 hours or more. 前記式(I)に表されるラクトン化合物の量が、0.5kg以上である請求項1乃至3の何れか1項に記載のチオラクトン化合物の製造方法。 The method for producing a thiolactone compound according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount of the lactone compound represented by the formula (I) is 0.5 kg or more. 前記チオカルボン酸アルカリ金属塩は、チオ酢酸アルカリ金属塩を含む請求項1乃至4の何れか1項に記載のチオラクトン化合物の製造方法。 The method for producing a thiolactone compound according to any one of claims 1 to 4, wherein the thiocarboxylic acid alkali metal salt contains a thioacetate alkali metal salt. 前記式(II)に表されるチオラクトン化合物をアセトンを含む溶媒に溶解させて溶液を得ることと、
前記溶液に水を加えて前記式(II)に表されるチオラクトン化合物を析出させることと
を更に含む請求項1乃至5の何れか1項に記載のチオラクトン化合物の製造方法。
The thiolactone compound represented by the formula (II) is dissolved in a solvent containing acetone to obtain a solution.
The method for producing a thiolactone compound according to any one of claims 1 to 5, further comprising adding water to the solution to precipitate the thiolactone compound represented by the formula (II).
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