JP3222940B2 - ペンタエリスリチオールの製造法 - Google Patents

ペンタエリスリチオールの製造法

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JP3222940B2
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勝好 笹川
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Mitsui Chemicals Inc
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高屈折率プラスチック
レンズ用のモノマーや、オレフィン類の重合時の分子量
調節剤として有用なペンタエリスリチオールの製造法に
関する。本発明により得られるペンタエリスリチオール
は、例えば、架橋剤、エポキシ樹脂硬化剤、加硫剤、重
合調整剤、合成樹脂原料、酸化防止剤、金属錯体生成、
生化学的薬物、潤滑油添加剤等として、広範囲な用途を
有する化合物である。
【0002】
【従来の技術】従来、ペンタエリスリチオールの製造法
としては、ペンタエリスリトールテトラブロマイドをア
ルコール中で四硫化二ナトリウムと反応させ、ついで金
属硫化物触媒で高温高圧水添して得る方法(U.S.P. 2,4
02,614号)、あるいはペンタエリスリトールテトラブロ
マイドをアルコール中で四硫化二ナトリウムと反応さ
せ、さらに部分脱硫して2,3,7,8-テトラチア−5-スピロ
ノナンを得、これを液体アンモニア中で金属ナトリウム
を作用させて得る方法( Birch還元)〔レキュイル・デ
ス・トラバウクス・チミキュース・デス・パイス−バス
(Recueil des Tra-vaux Chimiques des Pays-Bas )5
6, 174-80、681-90 (1937)〕等が知られている。しかし
ながら、これらの製造法では、原料物質及び中間体のア
ルコールへの溶解度が低く、デカンテーションなどの操
作が必要となり、工業的に有利な方法とはいえない。
【0003】またこの方法では、中間体の収率が低く、
54%であり、さらに脱硫を行なうと、収率は40%以
下とさらに低くなってしまう。また、この中間体からペ
ンタエリスリチオールを得るには、オートクレーブ中で
2500lbs./sq.in、150℃の高温高圧下で、5時間の水
素化反応をおこなうか、あるいは液体アンモニア中で金
属ナトリウムを作用させなければならず、どちらも工業
的に有利な方法であるとはいえない。さらに、本発明者
らの検討によれば、これらの方法では、より安価なペン
タエリスリトールテトラクロライドでは反応が十分に進
行せず、原料物質として、高価なペンタエリスリトール
テトラブロマイドを使用する必要があり、高価にならざ
るを得なかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高収
率で、安価なペンタエリスリチオールの製造法を提供す
ることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、目的を達
成すべく、鋭意研究を行なった結果、ペンタエリスリト
ールテトラブロマイドまたはペンタエリスリトールテト
ラクロライドのいずれを原料物質として用いた場合に
も、高収率でペンタエリスリチオールの合成が可能な製
造法を見いだし、本発明を完成するに到った。すなわ
ち、本発明は、一般式(1)で示されるペンタエリスリ
トールテトラハライドに、極性溶媒中で、トリチオ炭酸
塩を反応させ、式(2)(化3)で表される化合物を
得、ついで、酸により加水分解するペンタエリスリチオ
ールの製造法に関するものである。
【0006】
【化3】
【0007】本発明により、高屈折率プラスチックレン
ズ用のモノマーやオレフィン類の重合時の分子量調節剤
として有用なペンタエリスリチオールを容易に高収率で
製造することが可能となった。本発明で用いる一般式
(1)で表わされるペンタエリスリトールテトラハライ
ドは、クロル体、ブロム体のいづれも市販されており、
容易に入手できる。
【0008】本発明で用いるトリチオ炭酸塩は、トリチ
オ炭酸のアルカリ金属塩で、例えば、トリチオ炭酸ナト
リウム、トリチオ炭酸カリウムである。例えば、トリチ
オ炭酸ナトリウムは、水硫化ナトリウムと苛性ソーダか
ら硫化ナトリウムとした後、二硫化炭素と反応させる
か、直接硫化ナトリウムに二硫化炭素を反応させて容易
に得ることができる。この反応は、窒素雰囲気下で行な
うことが好ましい。この際、反応溶媒として、一般に水
を用いるが、本発明においては、次の反応に用いる極性
溶媒、特に非プロトン性極性溶媒を用いることもでき
る。
【0009】本発明で用いられる極性溶媒としては、非
プロトン性極性溶媒であるN,N−ジメチルホルムアミ
ド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ヘ
キサメチルホスホリックトリアミド(HMPA)、ジメ
チルイミダゾリジノン(DMI)や、水と前記の非プロ
トン性極性溶媒の混合溶媒、またはアルコールなどが挙
げられる。原料物質の溶解性、反応の進み易さ、あるい
は溶媒の取扱易さや経済性の面からN,N−ジメチルホ
ルムアミド、あるいは、水とN,N−ジメチルホルムア
ミドの混合溶媒が好ましく用いられる。本発明の第1段
目の反応は、極性溶媒中で、ペンタエリスリトールテト
ラハライド1モルに対して、トリチオ炭酸塩を4モル以
上、好ましくは4〜10モルを、反応温度40〜150
℃、好ましくは80〜120℃で1〜10時間加熱する
ことにより行なわれる。
【0010】本発明のペンタエリスリチオールを得るに
は、第1段目の反応で得られた式(2)で表される化合
物1モルに対して、酸を4モル以上用い、反応温度5〜
60℃、好ましくは20〜40℃で加水分解した後、4
0℃以上、好ましくは40〜60℃で生じる二硫化炭素
を留去する。その後、トルエン、クロロホルムなどの有
機溶媒による抽出後、必要に応じて、アルカリ洗浄、水
洗等の一般的手法を施した後、有機溶媒を留去して取り
出すことができる。こうして生成するペンタエリスリチ
オールは、不純物質として、ペンタエリスリチオール
が、ジスルフィドあるいはポリスルフィド化したものな
どを含んでいることがあるため、必要に応じて、還元反
応を行なってもよい。還元反応は、一般の還元方法を用
いても良いが、本願では、金属粉を用いた接触還元や、
金属粉と鉱酸を用いた還元法を用いる。接触還元では、
金属粉として遷移金属(白金、パラジウム、ニッケル、
スズ、亜鉛、鉄等)の中から選ばれたものを用いるが、
鉱酸を用いる還元法では、スズ、亜鉛、鉄等が好まし
い。この時の反応溶媒は、溶解性を考慮して、反応系を
均一にするため、必要ならば、トルエンなどの有機溶媒
にアルコールを加えたものを反応溶媒として用いればよ
い。得られたペンタエリスリチオールは必要により再結
晶、蒸留などによって精製することも可能である。
【0011】
【実施例】以下、実施例により、本発明を更に具体的に
説明するが、本発明は、これにより何等制限されるもの
ではない。尚、実施例中に示す部は重量部を示す。 実施例1 N,N−ジメチルホルムアミド150部に、水硫化ナト
リウム38.4部(0.48モル)を加温溶解し、これ
に50%苛性ソーダ水溶液38.4部(0.48モル)
を徐々に加えた。これを30℃以下になるまで撹拌しな
がら冷却した後に、二硫化炭素38.4部(0.50モ
ル)を徐々に滴下した。滴下終了後、40℃に加温し、
2時間反応させた。その後、N,N−ジメチルホルムア
ミド70部にペンタエリスリトールテトラブロマイド1
2.6部(0.06モル)を溶解したものを徐々に加
え、100℃で2時間加熱した。室温まで冷却した後、
36%塩酸160部を加えて、30℃で1時間加水分解
した後、55℃に加熱して二硫化炭素を回収した。さら
に30℃まで冷却した後、クロロホルム300部、水5
00部を加えて抽出し、クロロホルム層を分取した。こ
れを1%アンモニア水で中和し、さらに水300部で3
回洗浄した後、クロロホルムを減圧留去した。これをト
ルエン100部、エタノール500部に溶解し、亜鉛粉
3.0部を加えた。温度をおよそ30℃に保ち、撹拌を
続けながら、36%塩酸30部を滴下した。水150部
を加えて、トルエン層に抽出した後、水100部で3回
洗浄を行ない、トルエンを減圧留去して、白色のペンタ
エリスリチオール10.8部(0.054モル、収率9
0.4モル%)を得た。融点は72.5〜73.0℃で
あった。
【0012】実施例2 純水100部に、水硫化ナトリウム38.4部(0.4
8モル)を溶解し、これに50%苛性ソーダ水溶液3
8.4部(0.48モル)を徐々に加えた。これを30
℃以下に保ちながら、二硫化炭素38.4部(0.50
モル)を徐々に滴下した。滴下終了後、40℃に加温し
2時間反応させた。反応系が均一になった後、この水溶
液を、N,N−ジメチルホルムアミド400部にペンタ
エリスリトールテトラブロマイド12.6部(0.06
モル)を溶解したものに徐々に加え、100℃で4時間
加熱した。室温まで冷却した後、36%塩酸160部を
加えて30℃で1時間加水分解した後、55℃に加熱し
て二硫化炭素を回収した。さらに30℃まで冷却した
後、クロロホルム300部、水500部を加えて抽出
し、クロロホルム層を分取した。これを1%アンモニア
水で中和し、さらに水300部で3回洗浄した後、クロ
ロホルムを減圧留去して、ペンタエリスリチオール1
0.9部(0.54モル、収率90.6モル%)を得
た。
【0013】比較例1 エタノール100部に、水硫化ナトリウム20部(0.
25モル)を加温溶解し、これに硫黄粉12部(0.3
8モル)を加え還流下で40分間加熱した。これを40
℃以下になるまで冷却した後に、ペンタエリスリトール
テトラブロマイド19.4部(0.05モル)を徐々に
加え、還流下で1時間加熱した。室温まで冷却した後、
クロロホルム200部、水300部を加えて抽出し、ク
ロロホルム層を分取した。これを水300部で3回洗浄
した後、クロロホルムを減圧留去し、ペンタエリスリチ
オールの合成中間体5.4部を得た。これをトルエン5
0部に加熱溶解し、銅粉6.0部を加え、還流下で1時
間脱硫を行なった。室温まで冷却した後に、過剰の銅お
よび沈澱を吸引濾過して、トルエンを減圧留去し、2,3,
7,8-テトラチア−5-スピロノナン3.6部(0.018
モル、収率37モル%)を得た。これを還元して、ペン
タエリスリチオール3.4部(0.017モル、収率3
3モル%)を得たが、得られたペンタエリスリチオール
は黄色く着色していた。
【0014】比較例2 エタノール80部に、水硫化ナトリウム12部(0.1
5モル)を加温溶解し、これに硫黄粉7.4部(0.2
3モル)を加え還流下で40分間加熱した。これを40
℃以下になるまで冷却した後に、ペンタエリスリトール
テトラクロライド6.5部(0.03モル)を徐々に加
え、還流下で4時間加熱した。室温まで冷却した後、ク
ロロホルム200部、水200部を加えて抽出し、クロ
ロホルム層を分取した。これを水100部で3回洗浄し
た後、クロロホルムを減圧留去した。得られた生成物に
は原料であるペンタエリスリトールテトラクロライドが
かなり残っていた。
【0015】
【発明の効果】本発明のペンタエリスリチオールの製造
法により、高屈折率プラスチックレンズ用のモノマーや
オレフィン類の重合時の分子量調節剤などに利用できる
ペンタエリスリチオールを、工業的に容易に、かつ、高
収率で製造できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−279321(JP,A) 特開 昭58−55453(JP,A) 特公 昭38−17663(JP,B1) 特公 昭38−5267(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 321/04 C07C 319/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1)(化1)で表されるペンタ
    エリスリトールテトラハライドに、 【化1】 (式中、Xは塩素または臭素を表す)極性溶媒中、トリ
    チオ炭酸塩を反応させ、式(2)(化2)で表される化
    合物 【化2】 (式中、Mはアルカリ金属を表す)を得、ついで、酸に
    より加水分解することを特徴とするペンタエリスリチオ
    ールの製造法。
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