JP2867077B2 - イソチオシアネートの製造方法 - Google Patents
イソチオシアネートの製造方法Info
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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- C07C331/16—Isothiocyanates
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Description
いし6のアルキル基を表し、そしてR3 ,R4 及びR5
は互いに独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数
1ないし4のアルキル基、炭素原子数1ないし4のアル
コキシ基、トリフルオロメチル基またはニトロ基を表
す。)で表されるイソチオシアネートの製造方法に関す
る。
殺有害生物化合物を合成するための有用な中間体であ
る。それらは、例えばモノ−又はジアルキルアミンとの
反応及び更に場合によるアルキルハライドとの反応によ
り、著しい殺虫及び殺ダニ作用を有する対応1,3−ジ
置換チオ尿素又はイソチオ尿素に変えることができる。
そのような殺虫及び殺ダニ性化合物、その製造及び用途
は例えば西独特許出願公開第3034905号に開示さ
れている。
ゲンとの反応によりイソチオシアネートを製造すること
は知られている〔ホウベン−ヴェイル(Houben-Weyl
)、メソデン デル オルガニッシェン ヒェミー(M
ethoden der organischen Chemie ),IX,875
(1955)参照〕。イソチオシアネートは該方法で非
常に良好な収率で得られるけれども、工業的規模でイソ
シアネートを経済的に製造するには該方法はチオホスゲ
ンが高価であり操作が困難であるので好ましくない。
を、それらの塩の形態で不活性溶媒中、アンモニウムチ
オシアネート又はアルカリ金属チオシアネートと反応さ
せて対応する不斉置換チオ尿素を生じさせること〔ホウ
ベン−ヴェイル(Houben-Weyl )、メソデン デル オ
ルガニッシェン ヒェミー(Methoden der organischen
Chemie ),IX,888(1955)参照〕、そして
アンモニアを脱離させることによりこれらのチオ尿素を
対応するイソチオシアネートに変えること〔ケミストリ
ー アンド インダストリー(Chemistry and Industr
y)、27,785(1954)参照〕も知られてい
る。これらの公知製造工程の組合せは、チオホスゲンの
使用に含まれている欠点を避けているけれども、チオ尿
素は芳香族アミンを用いた時でさえまだ満足な収率で得
られない。
扱いが容易で安価な中間体から出発して式Iで表わされ
るイソチオシアネートを製造する方法であって、式Iで
表わされるイソチオシアネートを簡単な方法でかつ高収
率に製造できる方法を提供することが本発明の目的であ
る。
オシアネートに導くアミンとアンモニウムチオシアネー
ト又はアルカリ金属チオシアネートとの反応は、該反応
を不活性溶媒中、反応混合物の総重量に基づいて0.5
〜5重量%の水の存在下で行わせることにより、対応す
るチオ尿素まで殆ど定量的に進行するが見いだされた。
トを製造するための本発明方法は、次式II(化8)
定義された意味を表わす。)で表されるアミンを、少な
くとも当量の酸の存在下及び反応混合物の総重量に基づ
いて0.5〜5%の水の存在下、不活性溶媒中、アンモ
ニウムチオシアネートまたはアルカリ金属チオシアネー
トと反応させて次式III(化9)
定義される意味を表わす。)で表されるチオ尿素を生じ
させ、そして加熱により該チオ尿素を解裂させることに
よってイソチアシオネートとアンモニアを生じさせるこ
とからなる。
表わされるイソチオシアネートの中で、R1 及びR2 が
互いに独立して炭素原子数2ないし4のアルキル基好ま
しくはエチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n
−ブチル基、イソブチル基、第二ブチル基又は第三ブチ
ル基を表わし、R3 が水素原子、塩素原子、メトキシ
基、トリフルオロメチル基又はニトロ基を表わし、そし
てR4 及びR5 が各水素原子又は塩素原子を表わす化合
物が好ましい。式Iで表わされる特に好ましいイソチオ
シアネートは、R1 とR2 が各イソプロピル基又は第二
ブチル基を表わし、R3 が水素原子、塩素原子又はトリ
フルオロメチル基を表わし、そしてR5 が水素原子を表
わす化合物である。最も好ましい化合物は2,6−ジイ
ソプロピル−4−フェノキシフェニルイソチオシアネー
トである。
ニウムチオシアネート又はアルカリ金属チオシアネート
との反応を行なえるようにする適当な酸は、通常強い非
酸化性酸である。好ましい酸は塩酸、臭化水素酸及び硫
酸である。塩酸が特に好ましい。酸は化学量論的量か過
剰にして用いることができる。式IIで表わされるアミン
と酸のモル比は1:1ないし1:1.25であるのが好
都合である。式IIで表わされるアミンと酸の好ましいモ
ル比は1:1ないし1:1.15である。式IIで表わさ
れるアミンは好ましくはそれらの塩の形態で、最も好ま
しくは塩酸塩の形態で用いられる。
水−非混和性有機溶媒中で行なうのが好ましい。適当な
溶媒は、芳香族炭化水素、好ましくは110ないし17
0℃の範囲の沸点を有するアルキルベンゼンもしくはア
ルキルベンゼンの混合物、例えばトルエン、エチルベン
ゼン、キシレン、クメン又はトリメチルベンゼン、ある
いはそのようなアルキルベンゼンの混合物である。他の
適当な溶媒は、脂肪族及び芳香族ハロゲン化炭化水素、
例えばメチレンクロライド、クロロホルム、四塩化炭
素、1,2−ジクロロメタン、クロロベンゼン及びo−
ジクロロベンゼンである。特に好ましい溶媒はキシレン
及び110ないし170℃の範囲の沸点を有するアルキ
ルベンゼンの混合物である。特に適当なアルキルベンゼ
ンの混合物は、登録商標「Solvesso 100」(エッソ社)
及び「Shellsol A」(シェル社)の名で入手できる1
50ないし170℃の範囲の沸点を有する混合物であ
る。
モニウムチオシアネート又はアルカリ金属チオシアネー
トとの反応を行なえるようにする水の量は、反応混合物
の総重量に基づいて1〜2重量%であるのが好ましい。
特に適当なアルカリ金属チオシアナートはチオシアン酸
ナトリウム及びチオシアン酸カリウムである。チオシア
ン酸ナトリウムを使用することは特に好ましい。アンモ
ニウムチオシアネート又はアルカリ金属チオシアネート
は化学量論的量で用いることができる。しかしながら式
IIで表わされるアミン1モル当り1.05ないし1.
25モルのアンモニウムチオシアネート又はアルカリ金
属チオシアネートを用いるのが好ましい。
オシアネート又はアルカリ金属チオシアネートとの反応
は80ないし120℃の温度範囲内で都合よく行なわれ
る。好ましくは、式IIで表わされるアミンとアンモニウ
ムチオシアネート又はアルカリ金属チオシアネートとの
反応は90ないし110℃の温度範囲内で行なわれる。
活性溶媒中、125ないし170℃、好ましくは140
ないし160℃の温度範囲内で行なわれる。式III で表
わされるチオ尿素の解裂を行なわせることのできる溶媒
は、芳香族炭化水素、好ましくは125ないし170℃
の範囲の沸点を有するアルキルベンゼンまたはそれらの
混合物、例えばエチルベンゼン、キシレン、トリメチル
ベンゼン、エチルメチルベンゼン及びクメン並びにその
ようなアルキルベンゼンの混合物である。式III で表わ
されるチオ尿素の解裂のための他の適当な溶媒は芳香族
ハロゲン化炭化水素例えばクロロベンゼン及びo−ジク
ロロベンゼンである。その中で式III で表わされるチオ
尿素の解裂を行なわせることのできる好ましい溶媒は、
クロロベンゼン、キシレン、並びにアルキルベンゼンの
混合物、例えば登録商標「Solvesso 100」(エッソ社)
及び「Shellsol A」(シェル社)の名で入手できる1
50ないし170℃の範囲の沸点を有する混合物であ
る。反応温度にもよるが、該解裂反応は3ないし6時間
を要する。
しながら式III で表わされるチオ尿素の解裂は僅かな減
圧下で好ましく行なわれる。0.8ないし1バールの圧
力下で式III で表わされるチオ尿素の解裂を行わせるの
が好ましい。
又は溶媒の蒸発により単離することができる。水での洗
浄によりアルカリ金属塩又はアンモニウム塩を除去した
後、生成物は良好な純度で、そして理論値の95〜97
%の収率で得られる。しかしながら、式III で表わされ
るチオ尿素をその合成後ただちに解裂し、反応混合物中
に存在する水を分離後、単離することなく直接式Iで表
わされるイソチオ尿素にすることもできる。式Iで表わ
されるイソチオ尿素は、蒸留による溶媒の除去と残渣の
減圧蒸留により簡単な方法で得ることができる。
a(化10)
二ブチル基を表わし、R’3は水素原子、塩素原子又は
トリフルオロメチル基を表わし、そしてR’4は水素原
子又は塩素原子を表わす。)で表わされる化合物は、次
式IIa(化11)
aで定義された意味を表わす。)で表されるアミンを、
90ないし110℃の温度範囲内で、溶媒としてのトル
エン、キシレン又はアルカリベンゼンの混合物中、そし
て式IIaで表わされるアミン1モル当り1.05ない
し1.15モルの塩酸の存在下、式IIaで表わされる
アミン1モル当り1.05ないし1.25モルのナトリ
ウムチオシアネートと反応させて次式IIIa(化1
2)
aで定義された意味を表わす。)で表わされるチオ尿素
を生じさせ、そして該式IIIaで表わされるチオ尿素
を、キシレン又はアルキルベンゼンの混合物中、140
〜160℃の温度範囲内で熱により解裂させて上記式I
aで表わされるイソチオシアネートを生じさせることに
より製造される。
から出発して公知方法の欠点を避けつつ簡単な方法でま
た優れた収率で式Iで表わされるイソチオシアネートを
製造することを可能にする。
ジイソプロピルフェニル)チオ尿素の製造 4−フェノキシ−2,6−ジイソプロピルアニリン塩酸
塩305g(1モル)、チオシアン酸ナトリウム97g
(1.2モル)、水10ml及び濃塩酸10mlをo−キシ
レン800mlに懸濁させる。その混合物を90℃に6時
間加熱し、その間に濃塩酸2mlを3時間後及びその後の
各時間後に加える。その後反応混合物を室温まで冷却
し、濾過により生成物を単離し、水で洗浄し、そして乾
燥するとN−(4−フェノキシ−2,6−ジイソプロピ
ルフェニル)チオ尿素315g(理論値の96%)が、
融点219〜221℃の淡灰色結晶として得られる。
プロピルアニリン塩酸塩は次ぎのようにして製造するこ
とができる:先ず、トルエン500g中のフェノール1
41g(1.5モル)に撹拌しながら炭酸カリウム21
g(0.15モル)を加え、続いて50%水酸化カリウ
ム水溶液168g(1.5モル)を加える。次いで還流
下で全反応水を分離してから約400gのトルエンを蒸
留により除去する。残渣をジメチルホルムアミド700
gに溶解する。炭酸銅6g(0.05モル)を添加した
後、反応混合物の温度が140℃になるまで溶媒を留去
する。140℃にて4−ブロモ−2,6−ジイソプロピ
ルアニリン256g(1モル)を加え、その混合物を1
40℃で10時間保つ。次いで減圧蒸留によりジメチル
ホルムアミドを除去し、残渣を水で抽出し、そして生成
物をトルエンに溶かす。トルエンを分離した後、粗生成
物を減圧蒸留により生成すると、沸点142〜145℃
/0.04mbar及び融点69〜71℃の4−フェノキシ
−2,6−ジイソプロピルアニリン215g(理論値の
80%)が赤褐色生成物の形態で得られる。塩酸塩に変
えることは、その生成物を酢酸ブチル300mlに溶解
し、37%塩酸溶液115gを加え、蒸留により反応水
を除去することにより行なわれる。塩酸塩を濾過により
単離し、酢酸ブチルで洗浄し、減圧乾燥すると4−フェ
ノキシ−2,6−ジイソプロピルアニリン塩酸塩235
g(4−フェノキシ−2,6−ジイソプロピルアニリン
に基づいて理論量の96%)が、融点274〜249℃
の白色結晶の形態で得られる。
ソプロピルフェニル)イソチオシアネートの製造 N−(4−フェノキシ−2,6−ジイソプロピルフェニ
ル)チオ尿素315g(1モル)をo−キシレン800
mlに懸濁し、その懸濁液を5時間還流温度に加熱する
と、反応混合物の温度は約150℃に上昇する。次いで
反応混合物を冷却し、減圧蒸留により溶媒を除去し、そ
して生成物を蒸留により精製すると、4−フェノキシ−
2,6−ジイソプロピルフェニル)イソチオシアネート
278g(理論値の93%)が沸点130〜140℃/
0.05mbarの淡黄色油として得られる。
ソプロピルフェニル)イソチオシアネートの製造 N−(4−フェノキシ−2,6−ジイソプロピルフェニ
ル)チオ尿素315g(1モル)を「ソルヴェッソ(登
録商標)100 :Solvesso 100 」(沸点150〜170
℃のアルキルベンゼンの混合物)800mlに懸濁する。
次いで混合物を800mbarの圧力下で155〜160℃
に3時間加熱する。その後200mbarの圧力下で蒸留に
より溶媒を除去し、そして残渣を高真空下で蒸留するこ
とにより精製すると、4−フェノキシ−2,6−ジイソ
プロピルフェニル)イソチオシアネート280g(理論
値の94%)が沸点130〜140℃/0.05mbarの
淡黄色油として得られる。
Claims (20)
- 【請求項1】 次式II(化1) 【化1】 (式中、R1 ,R2 ,R3 ,R4 及びR5 は下記式Iで
定義される意味を表わす。)で表されるアミンを、少な
くとも当量の酸の存在下及び反応混合物の総重量に基づ
いて0.5〜5%の水の存在下、不活性溶媒中、アンモ
ニウムチオシアネ−トまたはアルカリ金属チオシアネー
トと反応させて次式III (化2) 【化2】 (式中、R1 ,R2 ,R3 ,R4 及びR5 は下記式Iで
定義される意味を表わす。)で表されるチオ尿素を生じ
させ、そして加熱により該チオ尿素を解裂させることに
よってイソチアシオネートとアンモニアを生じさせるこ
とからなる次式I(化3) 【化3】 (式中、R1 及びR2 は互いに独立して炭素原子数1な
いし6のアルキル基を表し、そしてR3 ,R4 及びR5
は互いに独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数
1ないし4のアルキル基、炭素原子数1ないし4のアル
コキシ基、トリフルオロメチル基またはニトロ基を表
す。)で表されるイソチオシアネートの製造方法。 - 【請求項2】 R1 及びR2 が互いに独立して炭素原子
数2ないし4のアルキル基を表わし、R3 が水素原子、
塩素原子、メトキシ基、トリフルオロメチル基またはニ
トロ基を表わし、そしてR4 とR5 が各水素原子または
塩素原子を表わす請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 R1 及びR2 が各イソプロピル基または
第二ブチル基を表わし、R3 が水素原子、塩素原子また
はトリフルオロメチル基を表わし、R4 が水素原子また
は塩素原子を表わし、そしてR5 が水素原子を表わす請
求項1記載の方法。 - 【請求項4】 R1 及びR2 がイソプロピル基を表わ
し、R3 ,R4 及びR5 が水素原子を表わす請求項1記
載の方法。 - 【請求項5】 式IIで表わされるアミンの反応を、式II
で表わされるアミン1モル当り1〜1.25当量の強い
非酸化性鉱酸の存在下でアンモニウムチオシアネート又
はアルカリ金属チオシアネートと行なわせる請求項1記
載の方法。 - 【請求項6】 式IIで表わされるアミン1モル当り1〜
1.25当量の塩酸、臭化水素酸又は硫酸を使用する請
求項5記載の方法。 - 【請求項7】 式式IIで表わされるアミン1モル当り
1.05〜1.15モルの塩酸を使用する請求項5記載
の方法。 - 【請求項8】 アミンを塩酸塩の形態で使用する請求項
1記載の方法。 - 【請求項9】 式IIで表わされるアミンとアンモニウム
チオシアネート又はアルカリ金属チオシアネートとの反
応を、溶媒としての芳香族炭化水素又は脂肪族もしくは
芳香族ハロゲン化炭化水素中で行なわせる請求項1記載
の方法。 - 【請求項10】 式IIで表わされるアミンの反応を、溶
媒としてのトルエン、キシレン又はアルキルベンゼンの
混合物中でアンモニウムチオシアネート又はアルカリ金
属チオシアネートと行なわせる請求項9記載の方法。 - 【請求項11】 式IIで表わされるアミンとアンモニウ
ムチオシアネート又はアルカリ金属チオシアネートとの
反応を、キシレン又は150ないし170℃の範囲の沸
点を有するアルキルベンゼンの混合物中で行なわせる請
求項9記載の方法。 - 【請求項12】 式IIで表わされるアミンとアンモニ
ウムチオシアネート又はアルカリ金属チオシアネートと
の反応を、反応混合物の重量に基づいて1〜2重量%の
水の存在下で行わせる請求項1記載の方法。 - 【請求項13】 式IIで表わされるアミンをナトリウム
チオシアネートと反応させる請求項1記載の方法。 - 【請求項14】 式IIで表わされるアミン1モル当り
1.05〜1.25モルのアンモニウムチオシアネート
又はアルカリ金属チオシアネートを使用する請求項1記
載の方法。 - 【請求項15】 式IIで表わされるアミンを、80ない
し120℃の温度範囲内でアンモニウムチオシアネート
又はアルカリ金属チオシアネートと反応させる請求項1
記載の方法。 - 【請求項16】 式IIで表わされるアミンとアンモニウ
ムチオシアネート又はアルカリ金属チオシアネートとの
反応を、90ないし110℃の温度範囲内で行わせる請
求項15記載の方法。 - 【請求項17】 式III で表わされるチオ尿素の加熱解
裂を125ないし170℃の温度範囲内で行わせる請求
項1記載の方法。 - 【請求項18】 式IIIで表わされるチオ尿素の解裂
を140ないし160℃の温度範囲内で行わせる請求項
17記載の方法。 - 【請求項19】 式III で表わされるチオ尿素の解裂を
0.8〜1バールの圧力下で行わせる請求項1記載の方
法。 - 【請求項20】 式IIa(化4) 【化4】 (式中、R’1,R’2,R’3及びR’4は下記式I
aで定義される意味を表わす。)で表されるアミンを、
80ないし90℃の温度範囲内で、溶媒としてのトルエ
ン、キシレン又はアルカリベンゼンの混合物中、そして
式IIaで表わされるアミン1モル当り1.05ないし
1.15モルの塩酸の存在下、式IIaで表わされるア
ミン1モル当り1.05ないし1.25モルのナトリウ
ムチオシアネートと反応させて次式IIIa(化5) 【化5】 (式中、R’1,R’2,R’3及びR’4は下記式I
aで定義される意味を表わす。)で表わされるチオ尿素
を生じさせ、そして該式IIIaで表わされるチオ尿素
を、キシレン又はアルキルベンゼンの混合物中、140
〜160℃の温度範囲内で加熱により解裂させて下記式
Iaで表わされるイソチオシアネートを生じさせること
からなる次式Ia(化6) 【化6】 (式中、R’1及びR’2は各々イソプロピル基又は第
二ブチル基を表わし、R’3は水素原子、塩素原子又は
トリフルオロメチル基を表わし、そしてR’4は水素原
子又は塩素原子を表わす。)で表わされる化合物の製造
方法。
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