JP2935552B2 - スルフィニル・シクロアルケンカルボキシレート - Google Patents
スルフィニル・シクロアルケンカルボキシレートInfo
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C317/00—Sulfones; Sulfoxides
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Description
生剤として有用な一組の化合物の製造に於ける中間物と
しての該化合物の使用に関する。
のとして知られる一組の化合物であり、この種の内のい
くつかの化合物は市販されており、工業用殺生剤、特に
殺細菌剤として用いられている。
ゾリノン類、特に4,5−ポリメチレン−4−イソチアゾ
リン−3−オン類の型のものを開示する。該ポリメチレ
ン鎖は3または4個の炭素原子を含有するか、或は1〜
4個の炭素原子を有する低級アルキル基で置換された鎖
である。これらの化合物はカルバモイルシクラノンが対
応するカルバモイルチオシクラノンに変換され、これが
次に環化されて所望のイソチアゾリン−3−オン生成物
を形成する様な方法によつて製造される。この方法の第
一段階は硫化水素とガス状の塩化水素を使用し、そして
第二段階は酸性アルミナにあらかじめ固定されたメタ過
ヨウ素酸ナトリウムの存在下、アルコール溶液中で実施
される。
−シクロアルケン−1−カルボキサミドまたは2−アラ
ルキルチオ−1−シクロアルケン−1−カルボキサミド
を開示する。該英国特許2176187は前記英国特許2087388
の方法を工業的規模で実施することが困難であることを
示す。英国特許第2176187号のカルボキサミド化合物は
英国特許第2087388号のイソチアゾリン−3−オン生成
物の製造に於ける中間生成物として使用出来る。該カル
ボキサミド化合物は好ましくはアルキルシクラノンカル
ボキシレートとアルキルメルカプタンまたはアラルキル
メルカプタンとを酸性媒質中で反応させ、該エステル基
をけん化して対応する2−アルキルチオカルボン酸また
は2−アラルキルチオカルボン酸を得、該酸を酸塩化物
に変換し、そして次に該酸塩化物をアミド化することに
よつて調製される。英国特許第2176187号のチオカルボ
キサミド化合物はm−クロロ過安息香酸の作用または酸
性媒質中の過酸化水素の作用により対応するスルホキシ
ドに変換される。該スルホキシドは酸塩化物の存在下で
塩化メチレンの様な適当な溶媒中で所望の最終生成物
(4,5−トリ、またはテトラ−メチレン−4−イソチア
ゾリン−3−オン)に環化出来る。開示された酸塩化物
の具体例は塩化チオニルであつて、これは全ての実施例
に於て使用される。
間体生成物を得るために多くの操作段階を必要とする。
更に、該カルボキサミド中間体生成物、及び該中間体生
成物への前駆物質の幾つかはアルキルチオまたはアラル
キルチオ基を含有し、そして該タイプの化合物は10億
(109)分率の濃度レベルに於ても不快な臭気を有す
る。従って工業的方法としては、英国特許第2176187号
の方法は多くの工程を必要とし、幾つかの工程に於て臭
気を封じ込めるこめる必要があるという欠点がある。我
々は或る新規な中間体生成物を用いた場合、工程数を減
少させることが出来、臭気を封じ込めるのに必要な工程
数をも減少させることが出来ることを発見した。
アルケンカルボキシレート: (式中、R1はアルキル炭素原子を介して硫黄原子に結合
した随意に置換したアラルキル基であり;R2は水素であ
るか、または炭素原子を介して−COO−に結合した一価
の有機基であり;そしてnは1または2である)が提供
される。
型的には異なつている。基R2は典型的には有機基であ
り、そして特に、任意に置換されたヒドロカルビル基で
ある。R1およびR2の一方または両方が置換基である場
合、該置換基はヒドロカルビル基の特性をあまり変えな
い様な基であつて、具体的には、ハロゲン、ハロヒドロ
カルビル、ニトロ、ヒドロカルビルオキシ、またはヒド
ロカルビルチオである。典型的には、基R1およびR2は未
置換であるか、またはハロゲンで、或はトリフルオロメ
チル基の様なハロアルキル基で置換される。R1基は好ま
しくは未置換アラルキル基であり、典型的には7〜15個
の炭素原子を含有する。R1基に於て、シクロアルケン環
に関しα位置の炭素原子に結合した少なくとも2個の水
素原子がある。R2基はアルキル基、アリール基、または
アラルキル基であってもよい。R2基は20個までの炭素原
子を含有してもよい。我々は式Iの化合物(式中、R1は
未置換のアラルキル基、特にベンジル基であり、R2は低
級アルキル基、即ち、6個以下の炭素原子を有するアル
キル基、特にメチル基である)を用いて有益な結果を得
た。
メチレン−4−イソチアゾリン−3−オン類の製造に於
ける中間物として使用可能である好ましい化合物では、
nの数値は1である。
ルスルフィニル)−1−シクロペンテン−1−カルボキ
シレート、即ち、式Iの化合物であつて、R1がベンジ
ル、R2がメチル、そしてnが1であるものである。
シレートの酸化によつて調製される。酸化を実施するに
は適当な酸化条件が採用されてもよい。酸化は種々の酸
化剤、例えば、過酸化水素、過安息香酸、3−クロロ過
安息香酸および過ホウ酸ナトリウムの様な過酸化合物を
用いて実施されてもよい。酸化は過酸化水素を用いて有
利に実施されることが判明した。酸化は少し高い温度、
例えば、100℃以下、好ましくは80℃以下の温度で実施
されてもよい。60〜70℃の温度が一般に望ましい。反応
は酸性、中性、またはアルカリ性溶液中で実施されても
良いが、以下に詳細に述べる様に、酸化は酸性溶液中で
行うことが有利である。適切な濃度の過酸化水素、例え
ば20〜80重量%の過酸化水素の水溶液を用いることが可
能であり、そして40〜60重量%の過酸化水素溶液を用い
て満足すべき結果が得られた。
ル化合物とシクロアルカノンカルボキシレートとの反応
に依って調製可能であり、該方法は英国特許第217618号
明細書に述べられているものと実質的に同じである。即
ち、酸性媒質中のシクロアルカノンカルボキシレートは
チオール化合物と反応する。該チオール化合物は好まし
くは該チオール基に関してα位置に2個の水素原子を含
有するものである。アラルキルチオール化合物が使用さ
れ、そして通常ベンジルメルカプタンを用いることが便
利である。
解を受け易く、これは望ましくないことが判明した。加
水分解の可能性を最小にする為に、反応生成混合物は存
在する強鑛酸の実質的に全てを中和するのに充分な量の
塩基で処理される。チオシクロアルケンカルボキシレー
トはアラルキルチオ基を含有する化合物であり、この種
の化合物は通常必然的に含まれる臭気を持つことが理解
されるであろう。この種の化合物の取扱に伴う問題を少
なくする為に、チオシクロアルケンカルボキシレートの
分離を避けることが望ましい。媒質中で調製されるチオ
シクロアルケンカルボキシレートを媒質から分離するこ
とは不必要であり、そして、この混合物は酸化されて該
前駆物質チオ化合物を分離することなく所望のスルフィ
ニル化合物を形成することを我々は発見した。したがつ
て、一つの好ましい方法に依れば、シクロアルカノンカ
ルボキシレートとチオ化合物との反応およびこれに続く
本発明のスルフィニル化合物へのチオシクロアルケンカ
ルボキシレートの酸化はチオシクロアルケンカルボキシ
レートを分離することなく単一の容器内で実施される。
ート: を酸性媒質中で化合物R1SHと反応させ;そして得られた
生成物を分離することなく、 (b)前述の工程(a)で得られた生成物を酸化して、
前記一般式Iのスルフィニル化合物(但し、R1,R2およ
びnは全て前述のものに同じ)を得ることにより調製さ
れる。
を、例えばアルコールまたはエーテルの様な媒質中に通
すことに依り調製されてもよい。その他に、酸、特にカ
ルボン酸を反応用溶媒として使用出来るが、鑛酸、有機
のスルホン酸またはリン酸である強酸も存在することが
一般には望ましい。該酸性化合物は、例えば酢酸と硫酸
との混合物であってもよい。カルボン酸はシクロアルカ
ノンカルボキシレートとチオシクロアルケンカルボキシ
レートとの両方の為の溶媒として有効であるのに充分な
量で使用される。強酸はシクロアルカノンカルボキシレ
ートの各モル用の酸として、代表的には1モル以下の
量、通常は0.5モル以下の量で存在し、例えばシクロア
ルカノンカルボキシレートの各モル用として硫酸のよう
な強酸が0.35モル存在する。反応の進行は適当な手段、
例えば、液相クロマトグラフィーで監視されてもよい。
反応が終了した時、充分な量の塩基が存在する強酸の全
て、即ち実質的に全てを中和するために添加される。酸
加水分解の可能性を最小にするために塩基の添加は反応
の終了後、迅速に実施される。工程(a)の反応は加熱
をすることなく良好に実施され、そして冷却は好ましく
は周囲温度に近い所望の反応温度、例えば40℃以下、通
常は15〜30℃の温度を維持するために実施されても良い
ことが判明した。塩基の添加は好ましくは周囲温度をあ
まり越えない温度で実施され、そして望ましくない高温
度を避けるために、この段階に於ける混合物を冷却して
も良い。
(a)からの酸性媒質中で実施される。酸化工程の為に
用いられる温度は酸化剤の性質と量に特に依存する。適
当な酸化剤が使用可能であり、そして我々は過酸化水素
を用いて有益な結果を得た。前に述べた様に、酸化は好
ましくは60〜70℃の温度で実施されても良いが、必要に
応じてこれよりも高いか、または低い温度が採用されて
も良い。
て周囲温度まで冷却し、そして生成混合物を過剰量の水
に加えることにより所望のスルフィニル化合物を分離で
きる。スルフィニル化合物を有益な物理的形状で得る為
には、前もって用意したスルフィニル化合物の種結晶を
この段階で加えることが有益であることが判明した。望
ましくは、液状媒体中に於けるスルフィニル化合物の溶
解度を最小にする為に、生成物結晶の懸濁液は酸、代表
的には酢酸、好ましくは工程(a)で用いられた硫酸と
反応するのに充分な塩基を添加することによつて中和さ
れる。該固体生成物はその懸濁液から適切な手段、例え
ば濾過によつて回収され、そして水で洗浄して不純物を
除去してもよく、或は適当な溶媒、例えば、トルエン、
ヘキサン、シクロヘキサン、メタノール、エタノール、
および酢酸エチルの様な炭化水素、アルコール、または
エステルから再結晶してもよい。生成物は真空炉、また
は熱空気炉で乾燥してもよいが、しかし乾燥は生成物の
融点以下の温度で実施すべきである。本発明に依るスル
フィニル化合物は80℃以下の融点を有してもよいため、
乾燥は典型的には約50℃以下の温度で実施される。好ま
しくは、分離されたスルフィニル化合物はトルエンまた
はキシレンの様な炭化水素溶媒に溶かされ、得られた溶
液は水で洗浄され、次に以後に詳細に述べられるアミノ
化工程で使用されてもよい。
なく工程(a)および工程(b)を連続して実施する方
法はチオ化合物の処理が最小化され、そして該化合物は
その臭いが該化合物が調製される容器内に閉じ込めら
れ、そして該化合物は次にスルフィニル化合物に変換さ
れることを意味する。スルフィニル化合物はチオ化合物
に結合した臭気が本質的になく、従ってその臭気を閉じ
込めることなく処理可能である。
またはそのジエステルから調製されてもよい。二酸はヘ
キサン二酸またはヘプタン二酸であってもよく、 好ましくはジメチルエスエルの様なそのジエステルで
あってもよい。二酸またはジエステルは典型的には炭化
水素溶媒中で塩基と共に加熱される。特に、ジエステル
はトルエン中でナトリウムメトキシドと共に還流下で再
加熱され、そしてメタノールが蒸発によって除去され
る。ケトエステル(シクロアルカノンカルボキシレー
ト)のナトリウム塩のスラリーが得られ、これを酸水溶
液に加えて、シクロアルカノンカルボキシレートの炭化
水素溶媒溶液を得る。2相が生成し、これらは分離可能
であって、トルエンを蒸留によりシクロアルカノンカル
ボキシレートから除去する。
アミンと反応して、英国特許第2176187号明細書のカル
ボキサミド化合物のスルホキシドを形成する。英国特許
第2176187号に開示されている様に、スルフィニルカル
ボキサミドは環化して、4,5−トリ−または−テトラメ
チレン−4−イソチアゾリン−3−オンを形成する。従
って、スルフィニルシクロアルケンカルボキシレートは
シクロアルケンイソチアゾリン−3−オンの調製に於け
る有益な中間物である。
サミドの製造方法が提供され、該方法は一般式Iのスル
フィニルシクロアルケンカルボキシレートを式R3NH
2(但し、R3は水素またはヒドロカルビル基である)の
アミンと反応させることを含む。
依存する穏やかな条件下で実施されてもよい。該アミン
はR3が水素である様なもの、即ちアンモニアであっても
よく、そして最終イソチアゾリン−3−オン生成物は4,
5−トリメチレン−4−イソチアゾリン−3−オンの様
な化合物になるであろう。置換基をその窒素原子上に有
するイソチアゾリン−3−オンを得たい場合には、用い
られるアミンは基R3がヒドロカルビル基である様なもの
である。該基R3はアルキル、シクロアルキル、アルケニ
ル、アリール、アラルキル、またはアルカリル基であつ
てもよく、そして典型的には20以下、特に1ないし12個
の炭素原子を含有する。R3はアルキル基、特に低級アル
キル基、例えばメチル基であることが一般に好ましい。
ルアミンの様な低級アルキルアミンである場合、適当な
溶媒(例えば、水)中で実施されてもよい。基R3が高級
アルキル基であるアミン類を用いる場合、他の溶媒、例
えばヘキサン、トルエン、キシレン、石油エーテル、ま
たはこれらの混合物の様な炭化水素溶媒を用いることが
必要となるかもしれない。アミノ化生成物を未反応アミ
ンから容易に分離する為に、水非混和性溶媒を用いるこ
とが一般に好ましい。
して低級アルキルアミン類を用いる場合、周囲温度に近
い反応温度が望ましい。即ち、反応温度は通常50℃以
下、好ましくは40℃以下、例えば25〜30℃である。
有利に添加される。アミンの濃度は10重量%から実質的
に100重量%までの範囲内にあってもよいが、 これは低沸点を有し、従って周囲温度以下に於いても
容易に揮発する低級アルキルアミン類については望まし
くない。アミン濃度は好ましくは20〜60重量%、例え
ば、40重量%である。
剰に用いられる。典型的には、少なくとも2モルのアミ
ンがカルボキシレートの各モルに対し用いられ、そして
20モルまでのアミンが用いられてもよいが、しかしそれ
以上の量のアミンが用いられても利点は得られないであ
ろう。カルボキシレートの各モル当り10モルのメチルア
ミンを用いた場合、満足な結果を得た。
ラフィーに依って監視されてもよい。ここに示された条
件下で、反応は典型的に約6時間で終了することが判明
した。
された場合、沈澱物を形成する。過剰で未反応のアミン
は減圧、例えば水ポンプを用いて達成される50mm水銀以
下の圧力下で蒸留により反応混合物から除去できる。
混合物から回収出来る。
述したように、該アミドは英国特許第2176187号明細書
に述べられている様な環化工程を使用してポリメチレン
イソチアゾリン−3−オンを調製する為に使用されても
よい。
国特許第2176187号明細書の方法よりも工程数が少な
く、中間物のチオカルボキシレート化合物の臭気を閉じ
込める問題を最小にする方法を使用する英国特許第2087
388号明細書に記載されている形式のポリメチレンイソ
チアゾリン−3−オンを調製することが可能である。
て更に詳細に述べられる。
の調製 該調製は縦形側面と皿形底を有するガラス容器内で実
施された。該容器は700cm3の容積を有し、密接に取り付
けられた馬蹄形撹はん機を具備している。該撹はん機は
前記容器の側壁に沿って前記容器の容量の水準まで延び
る羽根を有している。87g(0.5モル)のジメチルアジペ
ートが29.7重量%のナトリウムメトキシド(0.5モルの
ナトリウムメトキシド)を含有するナトリウムメトキシ
ドのメタノール溶液90.9gとトルエン220gとの混合物に
窒素のガスシール下で撹はん(600rpm)しながら添加さ
れた。
蒸留する為に加熱され、そいて留出物の重量は184.3gで
あつた。蒸留を通じて、更に185gのトルエンが留出物を
取り替え、そしてバツチ流動度を維持する為に添加され
た。蒸留と反応は約2時間実施された。反応の終了はガ
スクロマトグラフ分析で検査された。
塩酸(塩化水素19g含有)52.8gと水65gとの混合物中に1
5〜25℃で20分間導入した。該混合物をこれが相当に薄
められた時点で更に20分間撹はんした。
せ、廃棄した。上側の有機層を蒸留して、トルエンを除
去した。粗製のメチルシクロペンタノン−2−カルボキ
シレートを工程(b)へ移送した。
ロペンテン−1−カルボキシレートの調製 128gの氷酢酸を20〜25℃で外側から冷却しながら撹は
んした。35gの98%硫酸を添加し、次に16gのトルエンを
含有する90%濃度のメチルシクロペンタノン−2−カル
ボキシレート{工程(a)を同じ様に調製したもの}を
157.8g添加し、そして最後に30分以上に渡って124gのベ
ンジルメルカプタンを加えた。
してベンジルメルカプタンの添加は60分間以内で終了し
た。
(0.7モル)が出来るだけ早く添加され、その間、温度
を外部冷却によつて25℃以下に維持した。浮遊硫酸ナト
リウムを有するメルカプトエステルの酢酸溶液を得た。
次に該混合物を60℃まで加熱し、そして88.4gの50重量
%過酸化水素を60〜65℃で4時間添加した。酸化の終了
が液相クロマトグラフ分析で判定された時点に於て更に
4〜6時間反応物を撹はんした(メルカプトエステルの
ピークは0.75%ピーク領域よりも低い)。
んしてその温度を20〜25℃に維持する以前に、25℃に冷
却した。該液体混合物の約5%が消失して結晶化を生じ
る時点で、前もつて調製した生成物の種結晶を添加し
た。
水溶液を20〜25℃で1時間以上添加することによつてpH
7〜8まで中和された。必要に応じて、水酸化ナトリウ
ムを更に加えてpHを7〜8に維持しながら該懸濁液を更
に30分間撹はんした。
ィルター上で洗浄した。次に該ペーストをトレーに入
れ、そしてオーブンで24時間50℃で乾燥した。
2.7℃の融点を示した。分析の結果、生成物は炭素63.6
重量%;水素6.3重量%;硫黄11.9重量%を含有するこ
とが判明した。
ンテン−1−カルボキシレート(C14H16O3S)の理論値
は炭素63.6重量%;水素6.1重量%;硫黄12.1重量%を
含有する。赤外スペクトル、質量スペクトル、プロトン
スペクトル、およびC13n.m.r.スペクトルは全て生成物
であるメチル(2−ベンジルスルフィニル)−1−シク
ロペンテン−1−カルボキシレートに一致していた。
テン−1−カルボキシレートのアミノ化 40重量%のメチルアミン水溶液の705gを20〜25℃で撹
はんした。実施例1で記載したと同じ様に調製した92%
エステルスルホキシドの263gを出来るだけ迅速に添加し
た。該混合物を反応が完了するまで25〜30℃で撹はんし
た。該反応の完了は反応サンプルの液相クロマトグラフ
ィー分析で判定された。外部冷却が初期反応熱を制御す
るために必要に応じて採用された。生成物が沈澱する前
に不安定な溶液が生成した。反応は6時間以内で完了し
た。該スラリーの温度を40℃まで上昇させ、そして過剰
のメチルアミンを蒸留で除去するために20mmH2Oの圧力
が徐々に適用された。平衡が達成されるまで蒸留を3時
間継続した。生成物を濾別する前に、該スラリーを20〜
25℃に冷却した。濾過ケークを50cm3の水で各々5回洗
浄した。該固体を炉を用いて70〜75℃で乾燥して、水分
含量を0.5重量%以下まで減少させた。
ニル−1−シクロペンテン−1−カルボキサミドであっ
た。
ている方法を用いて2−メチル−4,5−トリメチレン−
4−イソチアゾリン−3−オンに変換されてもよい。
Claims (5)
- 【請求項1】下記の式Iのスルフィニル・シクロアルケ
ンカルボキシレート: (式中、R1はアルキル炭素原子を介して硫黄原子に結合
した、ハロゲン、ハロヒドロカルビル、ニトロ、ヒドロ
カルビルオキシまたはヒドロカルビルチオで随意に置換
されたアラルキル基であり;R2は水素であるか、または
炭素原子を介して−COO−に結合したアルキル基、アリ
ール基またはアラルキル基であり;そしてnは1または
2である)。 - 【請求項2】メチル−(2−ベンジルスルフィニル)−
1−シクロペンテン−1−カルボキシレート。 - 【請求項3】下記の式Iの化合物の製造方法であって、 この方法は下記の式IIIのチオ・シクロアルカンカルボ
キシレートを酸化することから成る方法: (式中、R1はアルキル炭素原子を介して硫黄原子に結合
した、ハロゲン、ハロヒドロカルビル、ニトロ、ヒドロ
カルビルオキシまたはヒドロカルビルチオで随意に置換
されたアラルキル基であり;R2は水素であるか、または
炭素原子を介して−COO−に結合したアルキル基、アリ
ール基またはアラルキル基であり;そしてnは1または
2である)。 - 【請求項4】式IIIの化合物は下記の式IIのシクロアル
カノンカルボキシレートの反応によって得られたもので
ある請求項3記載の方法: - 【請求項5】下記の式Iの化合物を式R3NH2のアミンと
反応させることから成るスルフィニルカルボキサミドの
製造方法: (式中、R1はアルキル炭素原子を介して硫黄原子に結合
した、ハロゲン、ハロヒドロカルビル、ニトロ、ヒドロ
カルビルオキシまたはヒドロカルビルチオで随意に置換
されたアラルキル基であり;R2は水素であるか、または
炭素原子を介して−COO−に結合したアルキル基、アリ
ール基またはアラルキル基であり;R3は水素またはヒド
ロカルビル基であり;そしてnは1または2である)。
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