JP2543704B2 - 有機ゲルマニウム化合物の製造方法 - Google Patents

有機ゲルマニウム化合物の製造方法

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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は有機ゲルマニウム化合物の製造方法に関する
ものであり、更に詳しくは、製造作業の環境を改善する
と共に生成物の純度を向上させることのできる有機ゲル
マニウム化合物の製造方法に関するものである。
(従来の技術) ゲルマニウム(Ge)は金属の一種として非常に旧くか
ら知られていたものであるが、最近になって朝鮮ニンジ
ン、さるのこしかけやニンニク等の和漢薬や健康食品が
注目されるようになり、それらの成分分析を行ってみる
とゲルマニウムが大量に含まれているところから、これ
ら和漢薬等の有用性はこのゲルマニウムに由来するので
はないかとの説が提唱されている(特開昭61−216625号
参照)ように、物理学等以外の分野での研究対象ともな
りつつある。
特にその有機誘導体に関する研究は活発で、とりわけ
ゲルマニウムらプロピオン酸残基が結合したゲルミルプ
ロピオン酸を基本骨格とし、該ゲルミルプロピオン酸と
酸素原子とが2:3の割合で結合したカルボキシエチルゲ
ルマニウムセスキオキサイド(GeCH2CH2COOH)2O3につい
ては研究が精力的に展開されており、その有用性につい
て多くの特許出願がなされている(例えば特公昭61−58
447号等参照)が、他の有機ゲルマニウム化合物、例え
ばカルボキシエチルゲルマニウムセスキスルフィド(GeC
H2CH2COOH)2S3に代表される含硫黄化合物に関する研究
も熱心に進められていて、前記カルボキシエチルゲルマ
ニウムセスキオキサイドと同様に、関連技術について多
くの特許出願がなされている(例えば特公昭61−58449
号参照)。
而して、上記カルボキシエチルセスキスルフィド等の
含硫黄有機ゲルマニウム化合物は、例えば下記の反応式
に示すように、トリクロルゲルミルプロピオン酸(1)
と硫化水素(2)とをピリジン等の塩基の存在下に反応
させてトリメルカプトゲルミルプロピオン酸とし、これ
を分子間で脱硫化水素させることにより合成されている
(特公昭59−35916号参照)が、かかる従来の製造方法
には難点があった。
(発明が解決しようとする問題点) 即ち、上記反応式により説明した従来法にあっては、
ピリジン等の塩基の存在下に、トリハロゲン化合物を硫
化水素と反応させているが、得られるカルボキシエチル
ゲルマニウムセスキスルフィド等の含硫黄有機ゲルマニ
ウム化合物の内には、このピリジン等の塩基との分離精
製が非常に困難なにものがあり、その結果生成物の純度
が低下してしまうという難点があったのであり、特にこ
の点は、例えばカルボキシエチルゲルマニウムセスキス
ルフィドが医薬として有用される可能性が大であること
に鑑みれば、無視することはできない問題点といえるの
である。
又、硫黄源として使用している硫化水素は、刺激臭が
強く且つ拡張し易い気体であるため、これを大量に使用
する必要のある従来方法には、製造作業の環境を劣悪な
ものとせざるを得ないという問題点もあった。
(問題点を解決するための手段) 本発明は上記説明した従来技術の難点を解消して、高
純度の有機ゲルマニウム化合物を、作業環境を劣化を極
力防止しつつ製造することができる方法を提供すること
を目的としてなされたもので、その構成は、 式 式中、R1乃至R4は各々独立して水素原子、低級アルキ
ル基又はフェニル基を、Xはハロゲン原子を、YはCOO
H、CONH2、COOR5(R5は低級アルキル基を示す。)、C
N、COR6(R6は水素原子、低級アルキル基を示す)、ハ
ロゲン原子、ハロゲン原子により置換された或いは無置
換の低級アルキル基を示す。
で表わされるトリハロゲン化合物を、式 R7O-M+ 式中、R7は低級アルキル基を、Mはナトリウム、カリウ
ム等の金属を示す。で表されるアルコキサイドと扱うこ
とにより、式 で表わされるトリアルコキシ化合物とし、該トリアルコ
キシ化合物と硫化水素とを反応させることにより、式 で表わされる有機ゲルマニウム化合物を得ることを特徴
とするものである。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の製造方法は、式 で表わされるトリハロゲン化合物を出発物質としている
ので、まずこの化合物について説明すると、これはトリ
ハロゲルマニウムX3Geとエタン誘導体 とが結合したものであり、この式中ゲルマニウムに結合
したXは塩素、臭素等のハロゲン原子を、又、エタン誘
導体の炭素に結合したR1乃至R4は各々独立して水素原
子、メチル基或いはエチル基等の低級アルキル基又はフ
ェニル基を示している。
又、Yはカルボン酸COOH,カルボン酸アミドCONH2,CO
OCH3或いはCOOC2H5等のエステルCOOR5(R5は低級アルキ
ル基を示す)、ニトリルCN,アルデヒドCHOやCOCH3等の
ケトンを含むCOR6(R6は水素原子又は低級アルキル基を
示す)、前記Xと同様のハロゲン原子又はハロゲン原子
により適宜に置換されるか或いは無置換の低級アルキル
基を示している。
尚、このトリハロゲン化合物は様々な方法により合成
することができるが、一例としては下記反応式に示すよ
うなトリハロゲノゲルマニウムと不飽和化合物との付加
反応による方法を挙げることができる。
本発明方法ではまず、上記トリハロゲン化合物を式R7
O-M+で表わされるアルコキサイドと扱うことにより、式 で表わされるトリアルコキシ化合物とするのである。
ここで、R7O-M+におけるR7は適宜の低級アルキル基を
示しており、これらアルコキサイドは、対応するアルコ
ールとMにより示されるナトリウム,カリウム等の金属
を反応させることにより、当該アルコール溶液として容
易に得ることができる。
而して、上記トリハロゲン化合物IIとアルコキサイド
との反応は、例えば室温若しくは冷却下に進行し、溶媒
としてはアルコキサイドを調製する際のアルコールをそ
のまま利用することができるが、得られるトリアルコキ
シ化合物IIIは若干不安定であるので、単離せずに次の
工程に進む方が好ましい。
又、トリハロゲン化合物IIにおけるYが前記アルコキ
サイドと反応する可能性のある場合には、反応条件を対
応して調整する必要があり、例えばYがCOOR6の場合に
は、その低級アルキル基R6とアルコキサイドの低級アル
キル基R7とは一致させたり、又、Yがハロゲン原子によ
り置換されたアルキル基等の場合には、反応温度を低く
保ったりする必要がある。
尚、トリハロゲン化合物IIを直接硫化水素と扱っても
目的とする有機ゲルマニウム化合物を得ることができる
が、上述したような問題があり、特にピリジン等の塩基
が残留してしまうことについては、核磁気共鳴吸収スペ
クトルによって確認されている。
次いで本発明方法では、上記トリアルコキシ化合物II
Iを硫化水素と反応させることにより目的とする有機ゲ
ルマニウム化合物とするものであり、この工程は上記説
明した公知文献(特公昭59−35916号公報)に開示され
ているものと基本的には同様である。
即ち、適宜の溶媒中に上記トリアルコキシ化合物III
を溶解し、これに硫化水素を通じれば良いのであるが、
本発明方法においては反応性の高いトリアルコキシ化合
物IIIと硫化水素とを反応させるため、ピリジン等の塩
基を使用する必要がなく、しかも硫化水素は少量で良い
という点に特徴がある。
而して、上記構成の本発明方法により得られる有機ゲ
ルマニウム化合物は、式 で示されるセスキスルフィドであり、この化合物はゲル
マニウムとエタン誘導体とが結合とたゲルミルエタン誘
導体を基本骨格とし、該基本骨格と硫黄原子が2:3の割
合で結合した化合物である。
尚、上記セスキスルフィドについては、それらの一部
がアダマンタン型構造をとることが判明している。
(発明の作用及び効果) 以上説明した本発明方法によれば、反応性の高いトリ
アルコキシ化合物IIIと硫化水素とを反応させるため、
ピリジン等の塩基を使用せずとも反応を進行させること
ができるので、生成物に当該塩基が取り込まれる可能性
もなく、医薬として有用される可能性の高い化合物を高
純度で得ることができるのである。
又、トリアルコキシ化合物IIIと硫化水素とを反応さ
せるということは、刺激臭が強く且つ拡散し易い気体で
ある硫化水素の量を必要最小限とするもので、環境の悪
化を極力防止しつつ有用性の高い前記ゲルマニウム化合
物を得ることができることにもなる。
(実施例) 次に本発明の実施例につき説明する。
実施例1 カルボキシエチルゲルマニウムセスキスル
フィドの合成 金属ナトリウム(分子量:22.989)1.58g(0.0687mo
l)をメタノール50mlに加えてCH3O-Na+−CH3OH溶液を調
製した。
これに氷冷下、トリクロルゲルミルプロピオン酸(分
子量;252.16)5.77g(0.023mol)のメタノール溶液を加
え、室温で1時間攪拌した。
これに硫化水素ガスを3分間通じ、1時間リフラック
スした。
冷後、溶媒を留去し、析出した結晶を濾取し乾燥し
た。この結晶を50mlの水でよく洗い、再び濾取し乾燥し
た。
収量は3.2g、収率は72.2%であった。
[IR] 3000 −OH 1700 C=O 420 Ge−S [H−n.m.r]DMSO−d6 1.93ppm(2H,t),2.56ppm(2H,t) [元素分析] C H 計算値 18.60% 2.60% 実測値 18.73% 2.74% 実施例2 2−カルバモイル−1−フェニルエチルゲル
マニウムセスキスルファイドの合成 金属ナトリウム2.82g(0.123mol)をメタノール150ml
の入った3つ口フラスコ内に加え、CH3O- Na +−CH3OH溶
液を調製した。
この溶液に対し、滴下ロートから3−フェニル−3−
(トリクロルゲルミル)プロピオン酸アミド(分子量:3
26.8)13.40g(0.041mol)のメタノール溶液を加えたと
ころ、やや発熱し、塩化ナトリウムの結晶が析出した。
室温にもどしてから硫化水素ガスを3分間通じて、し
ばらく攪拌してから、吸引濾過して塩化ナトリウムの結
晶を除き、濾液を濃縮して得たオイル状物質にアセトン
50mlを加え、1.5時間リフラックスした。
析出した結晶を濾取し、水50ccで2回洗った後にアセ
トンで洗い、乾燥した。
収量は9.66g、収率は87.66%であった。
[IR] 3150,3300,3450 NH2 1660 C=0 420 Ge−S [H−n.m.r]DMSO−d6 3.60ppm(1H,dd),2.90ppm(1H,d
d) 2.53ppm(2H,dd) 6.6〜7.5ppm(5H,m) [元素分析] N C H 計算値 5.21% 40.21% 3.75% 実測値 5.18% 40.11% 3.74% 実施例3 2−メトキシカルボニル−1−メチルプロピ
ルゲルマニウムセスキスルファイドの合成 金属ナトリウム1.67g(0.072mol)をメタノール50ml
に加えて調製したCH3O- Na +−CH3OH溶液に、攪拌下、室
温で3−メチル−3−トリクロルゲルミル−2−メチル
プロピオン酸メチル(分子量:294.26)7.12g(0.024mo
l)をメタノール20mlに溶解した溶液を加え、1時間攪
拌した。
これに硫化水素ガスを3分間通じ、1時間リフラック
スした。
冷後、溶媒を留去し、クロロホルム30mlを加え、水30
mlで2回洗い、無水硫酸ナトリウムにより乾燥してオイ
ルを得、このオイルをカラムクロマトグラフィーにより
クロロホルムを用いて精製した。
収量は4.7g、収率は77.0%であった。
[IR] 1730 C=O 420 Ge−S [H−n.m.r]CDCl3 1.33ppm(6H,m),2.16ppm(1H,m) 2.83ppm(1H.m),3.70ppm(3H,s) [元素分析] C H 計算値 28.39% 4.37% 実測値 28.37% 4.29% 実施例4 2−エトキシカルボニル−1−フェニルエチ
ルゲルマニウムセスキスルファイドの合成 金属ナトリウム2.30g(0.1mol)をエタノール50mlに
加えてC2H5O- Na +−C2H5OH溶液を調製し、これに室温で
攪拌下、3−フェニル−3−トリクロルゲルミルプロピ
オン酸エチル(分子量:356.33)11.88g(0.033mol)を
加えた。
1時間攪拌後、硫化水素ガスを5分間通じ、1.5時間
リフラックスした。
冷後、溶媒を留去し、水洗して結晶を得、これをカラ
ムクロマトグラフィーによりクロロホルムを用いて精製
して融点163℃の結晶を得た。
収量は6.35g、収率は64.0%であった。
[IR] 1730 C=O 420 Ge−S [H−n.m.r]CDCl3 1.06ppm(3H,t),3.00ppm(2H,d) 3.5ppm付近(1H,m) 3.96ppm(2H.q),7.23ppm(5H,m) [元素分析] C H 計算値 44.35% 4.40% 実測値 44.34% 4.42% 尚、得られた有機ゲルマニウム化合物のデータは、い
ずれも文献記載値に実質的に一致しており、これらが式
Iで示されるものであることが確認されている。
又、他の化合物についても、上記実施例1乃至4と略
同様にして得ることができたので、その結果を以下に示
す。
本発明は以上のとおりであるから、有機ゲルマニウム
化合物の製造方法として極めて優れているものである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式 式中、R1乃至R4は各々独立して水素原子、低級アルキル
    基又はフェニル基を、Xはハロゲン原子を、YはCOOH、
    CONH2、COOR5(R5は低級アルキル基を示す。)、CN、CO
    R6(R6は水素原子、低級アルキル基を示す)、ハロゲン
    原子、ハロゲン原子により置換された或いは無置換の低
    級アルキル基を示す。 で表わされるトリハロゲン化合物を、式 R7O-M+ 式中、R7は低級アルキル基を、Mはナトリウム、カリウ
    ム等の金属を示す。で表わされるアルコキサイドと扱う
    ことにより、式 で表わされるトリアルコキシ化合物とし、該トリアルコ
    キシ化合物と硫化水素とを反応させることにより、式 で表わされる有機ゲルマニウム化合物を得ることを特徴
    とする有機ゲルマニウム化合物の製造方法。
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