JP3323753B2 - イソチオシアン酸誘導体の改良製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、殺線虫作用を有す
る農薬として、また医薬や農薬等の中間体等として有用
な式〔Ｉ〕

【化４】 （式中、Ｘ¹はハロゲン原子を示す。）で表されるイソ
チオシアン酸２−ハロゲノアリルの改良された工業的製
造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】イソチオシアン酸２−ハロゲノアリルの
製造法としては、例えばジャーナルオブ ザ ケミカル
ソサイエティー（Journal of the Chemical Societ
y）１９０１年，５５３頁、ＥＰ−Ａ−４４６９１３お
よび特開平６−２５６３２６に記載されている。これら
の文献に具体的に記載された製造法ではいずれも、下記
の〔数１〕に示されるように、まず２,３−ジクロロ−
１−プロペンとチオシアン酸塩とをエタノールやアセト
ニトリル等の比較的低沸点の有機溶媒中で反応後、溶媒
及び無機物を除去し、さらに無溶媒またはトルエン、キ
シレン等の高沸点有機溶媒中で１１０〜１４０℃程度に
再度加熱し、イソチオシアン酸２−クロロアリルに導い
ている。これは前半の反応で蓄積する反応中間体である
チオシアン酸２−クロロアリル〔II〕を、さらに高温で
加熱して目的とするイソチオシアン酸２−クロロアリル
への転位を促進させるためである。

【数１】

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】イソチオシアン酸２−
ハロゲノアリル〔Ｉ〕は目及び皮膚刺激性を有している
ので、より反応操作が簡便で、収率よく、しかも安全な
イソチオシアン酸２−ハロゲノアリル〔Ｉ〕の工業的製
法の開発が求められている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決する手段を鋭意検討した結果、２,３−ジクロロ−
１−プロペン等の２,３−ジハロゲノ−１−プロペン
と、式 Ｍ（ＳＣＮ）_n 〔IV〕 （式中、Ｍは金属またはアンモニウム基を、ｎはＭの原
子価を示す。）で表わされるチオシアン酸塩（以下、単
に化合物〔IV〕と称することがある）とを、水の存在下
で加熱することにより、驚くべきことにチオシアン酸２
−ハロゲノアリルからイソチオシアン酸２−ハロゲノア
リルへの転位反応までスムーズに進行し、目的のイソチ
オシアン酸２−クロロアリル等のイソチオシアン酸２−
ハロゲノアリルが高収率で製造できることを見いだし
た。反応工程を〔数２〕に示す。

【数２】 （式中の記号は前記と同意義を有する。） 上記反応における出発物質である２,３−ジハロゲノ−
１−プロペンは水に不溶であり、化合物〔IV〕は水溶性
である。従って、２,３−ジハロゲノ−１−プロペンと
化合物〔IV〕との反応性は、水の存在下では、有機溶媒
中で行うよりさらに低くなることが予想されるが、この
ような予想に反し、２,３−ジハロゲノ−１−プロペン
と化合物〔IV〕との反応は水の存在下で加熱することに
より速やかに進行する。

【０００５】上記製造法は、一段階の反応で目的とする
イソチオシアン酸２−ハロゲノアリルを製造することが
可能であるのみならず、反応後に分液するだけで過剰の
チオシアン酸塩や副生する塩（ＭClｎ，各記号は前記と
同意義を有する）が除去できるという後処理上の利点も
合わせ持っている。本願発明者らは、これらの知見に基
づいてさらに検討を加え、本発明を完成した。すなわ
ち、本発明は、（１）式〔III〕

【化５】 （式中、Ｘ¹はハロゲン原子を、Ｘ²は脱離基を示す。）
で表わされる化合物と、式〔IV〕 Ｍ（ＳＣＮ）_n （式中、Ｍは金属またはアンモニウム基を、ｎはＭの原
子価を示す。）で表わされるチオシアン酸塩とを、水の
存在下、加熱することを特徴とする式

【化６】 （式中、Ｘ¹はハロゲン原子を示す。）で表される化合
物の製造法、（２）Ｘ²がハロゲン原子である上記
（１）記載の製造法、（３）Ｘ¹およびＸ²が共に塩素で
ある上記（１）記載の製造法、（４）Ｍがアルカリ金属
またはＮＨ₄ ⁺である上記（１）記載の製造法、（５）約
９０〜１５０℃に加熱する上記（１）記載の製造法、
（６）１００℃付近で反応させることを特徴とする上記
（１）記載の製造法および（７）式

【化７】 （式中、Ｘ¹およびＸ²は前記と同意義を、Ｘ³は脱離基
を示す。）で表される化合物と塩基とを反応させ、得ら
れる化合物〔III〕と化合物〔IV〕とを、水の存在下、
加熱することを特徴とする化合物〔Ｉ〕の製造法に関す
る。

【０００６】上記、Ｘ¹で示されるハロゲン原子として
は、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素が挙げられる。こ
れらの中で、フッ素、塩素、臭素が好ましく、塩素が特
に好ましい。上記、Ｘ²で示される脱離基としては、化
合物〔III〕が化合物〔IV〕と反応するときに化合物〔I
II〕から脱離する基であればよく、例えばフッ素、塩
素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子、例えばホルミルオ
キシ、アセトキシ、トリフルオロアセトキシ、ベンゾイ
ルオキシ等のハロゲン等で１〜５個置換されていてもよ
いＣ_1-11アシルオキシ基、例えばメタンスルホニルオキ
シ、エタンスルホニルオキシ、ブタンスルホニルオキ
シ、トリフルオロメタンスルホニルオキシ等のハロゲン
等で１〜５個置換されていてもよいＣ_1-4アルキルスル
ホニルオキシ基、例えばベンゼンスルホニルオキシ、p-
トルエンスルホニルオキシ、p-ブロモベンゼンスルホニ
ルオキシ、メシチレンスルホニルオキシ等の低級アルキ
ル（メチル、エチル等のＣ_1-6アルキル）やハロゲン等
で１〜５個置換されていてもよいＣ_6-10アーリルスルホ
ニルオキシ基等が用いられる。Ｘ²としては、ハロゲン
原子が好ましく、塩素原子が特に好ましい。化合物〔II
I〕としては、２,３−ジクロロ−１−プロペンが特に好
ましい。上記、Ｍで示される金属としては、チオシアン
酸アニオンと塩を形成する全ての金属が用いられる。好
ましくは、例えば１価または２価の金属が用いられる。
具体的には、例えばナトリウム，カリウム等のアルカリ
金属、例えばマグネシウム，カルシウム等のアルカリ土
類金属が好ましく用いられる。上記、Ｍで表されるアン
モニウム基の好ましい具体例としては、例えばＮＨ₄ ⁺、
(Ｃ_1-6アルキル)₄Ｎ⁺が用いられる。該Ｃ_1-6アルキル基
としては、例えばメチル，エチル，プロピル，イソプロ
ピル，ブチル，t-ブチル，ペンチル，ヘキシル等が挙げ
られる。Ｍとしては、アルカリ金属、アルカリ土類金
属、アンモニウム基が好ましく、アルカリ金属、ＮＨ₄ ⁺
が特に好ましい。化合物〔IV〕としては、水溶性である
ことが好ましい。該水溶性とは、室温で水１００ｇに対
し化合物〔IV〕が約５ｇ以上溶解することを意味する。
このような化合物〔IV〕として特に好ましい具体例とし
ては、例えばチオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カ
リウム及びチオシアン酸アンモニウムが挙げられる。ｎ
はＭで示される金属イオンまたはアンモニウムイオンの
原子価数を示し、通常１から４の整数である。Ｍがナト
リウム、カリウム及びＮＨ₄ ⁺の場合、ｎは１である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の製造方法は、適当な反応
条件（原料の割合、温度、圧力、時間、水，有機溶媒の
使用量等）に従って、化合物〔III〕と化合物〔IV〕と
を水の存在下、加熱することにより実施することができ
る。具体的には以下のような反応条件に従って実施する
ことができる。化合物〔IV〕に対し化合物〔III〕は約
０.５〜５当量、好ましくは約０.８〜１.５当量用いら
れるが、反応に支障がない場合には大過剰量用いてもよ
い。反応は通常水中で行われる。水は化合物〔III〕に
対し、重量で約０.１〜２０倍、好ましくは約０.５〜５
倍用いられる。また、本発明の製造方法では通常有機溶
媒は必要ではないが、反応に支障がない限り、有機溶媒
を添加することもできる。このような有機溶媒としては
例えばベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水
素類、例えばジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジク
ロロエタン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素類、例
えばヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン等の飽和炭化
水素類、例えばジエチルエ−テル、テトラヒドロフラ
ン、ジオキサン等のエ−テル類、例えばアセトン、メチ
ルエチルケトン等のケトン類、例えばアセトニトリル、
プロピオニトリル等のニトリル類、例えばジメチルスル
ホキシド等のスルホキシド類、例えばN,N-ジメチルホル
ムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等の酸アミド類、
例えば酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、例えば
メタノ−ル、エタノ−ル、プロパノ−ル、イソプロパノ
−ル等のアルコ−ル類等が用いられる。これらの有機溶
媒は単独で用いることもできるし、また必要に応じて二
種またはそれ以上の多種類を適当な割合例えば約１：１
〜約１：１０の割合で混合して用いてもよい。有機溶媒
の添加量は、通常水１容量に対し、有機溶媒約０．３容
量以下、好ましくは約０．０１ないし約０．３容量であ
る。反応混合物は通常二相となるので、例えばトリエチ
ルベンジルアンモニウムクロリド、トリn-オクチルメチ
ルアンモニウムクロリド、トリメチルデシルアンモニウ
ムクロリド、テトラメチルアンモニウムブロミド、セチ
ルピリジニウムブロミド等の四級アンモニウム塩やクラ
ウンエ−テル類等の相間移動触媒の存在下に反応を行っ
てもよい。有機溶媒が添加され、反応温度が１００℃付
近に上昇しない場合は転位反応が遅く、場合によっては
停滞するので、反応温度が１００℃付近を越えるまで溶
媒を留去するか、耐圧反応装置等を使用して強制的に反
応温度を上げることもできる。

【０００８】反応温度は、圧力、有機溶媒の種類・濃度
によって異なるが、好ましくは約９０℃〜約１５０℃の
範囲、さらに好ましくは約９０℃〜約１１０℃の範囲、
最も好ましくは１００℃付近（約９５℃〜約１０５℃の
範囲）である。９０℃未満でも化合物〔III〕と化合物
〔IV〕との反応自体は進行する場合が多いが、化合物
〔Ｉ〕への転移が不充分となる。従って、例えば室温〜
約９０℃でまず反応させたのち、上記温度に加熱して転
移を促進させてもよい。反応は、通常常圧ないしは１０
気圧程度の加圧下で行うことができる。好ましくは常圧
下で行われる。なお、化合物〔III〕として２,３−ジク
ロロ−１−プロペンを使用し、常圧下、溶媒として水を
用いた場合は、８０℃付近から水との共沸が始まるが、
反応の進行と共に還流温度が上昇し、通常最終的には１
００℃を越える。反応時間は通常、約３０分〜５０時
間、好ましくは約２時間〜１０時間の範囲である。反応
は、通常、空気雰囲気下もしくは不活性ガス（例、窒素
ガス，アルゴンガス等）雰囲気下で行われる。反応は好
ましくは、不活性ガス（例、窒素ガス，アルゴンガス
等）雰囲気下で行われる。このようにして得られたイソ
チオシアン酸２−ハロゲノアリル〔Ｉ〕は、自体公知の
手段により精製することができる。該精製手段として
は、例えば濃縮、減圧濃縮、蒸留、分留、溶媒抽出、液
性変換、転溶、クロマトグラフィ−等が挙げられる。特
に溶媒が水のみの場合は、過剰のチオシアン酸塩〔IV〕
及び副生する無機塩が通常水層に溶解するので、後処理
操作が極めて簡便となる。

【０００９】本製造法の原料となる１−プロペン誘導体
〔III〕は市販されているか、プロパン誘導体〔Ｖ〕と
塩基とを反応させることにより製造することができる。

【数３】 （式中、Ｘ³は脱離基を、その他の記号は前記と同意義
を示す。） Ｘ³で示される脱離基としては、Ｘ²で示される脱離基と
同様のものが用いられる。Ｘ³としては、ハロゲン原子
が好ましく、塩基原子が特に好ましい。塩基としては、
例えば炭酸水素アルカリ金属（例、炭酸水素ナトリウ
ム、炭酸水素カリウム等）、炭酸アルカリ金属（例、炭
酸ナトリウム、炭酸カリウム等）、水酸化アルカリ金属
（例、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）、水酸化
アルカリ土類金属（例、水酸化カルシウム等）、アルキ
ルリチウム（例、ブチルリチウム等）、アリールリチウ
ム（例、フェニルリチウム等）、アルキル金属アミド類
（例、ナトリウムアミド、リチウムジイソプロピルアミ
ド等）、水素化アルカリ金属（例、水素化ナトリウム、
水素化カリウム等）、アルカリ金属アルコシキド（例、
ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド等）、ア
ルカリ金属（例、金属ナトリウム、金属カリウム等）な
どの無機塩基、例えばトリエチルアミン、トリブチルア
ミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、ピリジン、ピコリ
ン、ルチジン、コリジン、５−エチル−２−メチルピリ
ジン、４−（ジメチルアミノ）ピリジン、１，８−ジア
ザビシクロ〔５．４．０〕ウンデセン−７（以下ＤＢＵ
と略称する。）などの有機塩基が用いられる。特に好ま
しい塩基は水酸化ナトリウムである。

【００１０】化合物〔Ｖ〕に対し塩基は約０.８〜５当
量、好ましくは約１〜１.５当量用いられるが、反応に
支障がない場合は大過剰量用いてもよい。反応は通常、
本発明の製造法で述べたような有機溶媒や水もしくはこ
れらの混合溶媒中で行われ、反応混合物が均一相でない
場合は、上述したような相間移動触媒を用いてもよい。
反応温度は通常０〜２００℃、好ましくは５０〜１５０
℃の範囲である。反応時間は通常約１０分〜５０時間、
好ましくは約３０分〜６時間の範囲である。特に好まし
い溶媒は水で、相間移動触媒として四級アンモニウム塩
（塩化ベンジルトリエチルアンモニウム、塩化トリオク
チルメチルアンモニウム等）を触媒量（化合物〔Ｖ〕に
対して約０.２〜０.００１当量）用いるのが好ましい。
２,３−ジクロロ−１−プロペンの場合、例えばシンセ
シス（Synthesis）１９８２年４９４頁及び特開昭６３
−５０３７等に記載の方法が利用できる。化合物〔II
I〕は例えば上記方法で製造した後、単離精製すること
なく、あるいは精製操作を加えることなく、チオシアン
酸塩〔IV〕と反応させることができる。もちろん、市販
の化合物〔III〕や単離精製したものを用いても構わな
い。化合物〔IV〕は通常市販されている。化合物〔Ｖ〕
は市販されているか、公知（J. Am. Chem. Soc., 3432
頁, 61巻(1939)及び特開昭６１−６８４３２）又はそれ
と類似の方法で製造することができる。

【００１１】

【実施例】次に実施例を挙げて、本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定解釈される
べきものではない。実施例におけるプロトンＮＭＲスペ
クトル（¹H NMR）はブルカーＡＣ−２００Ｐ型スペクト
ロメ−タ−で測定し、テトラメチルシランを内部基準と
して用い、全δ値をppmで示した。なお、下記実施例で
用いる略号は、次のような意義を有する。dd：ダブルダ
ブレット、dt：ダブレットトリプレット、J：結合定
数、Hz：ヘルツ、CDCl₃：重クロロホルム。また室温と
あるのは約１５〜２５℃を意味する。

【００１２】実施例１ ２,３−ジクロロ−１−プロペン (1.12 kg, 10.1 mo
l)，チオシアン酸カリウム (0.99 kg, 10.1 mol)及び水
(2.02 L)を混合し、窒素気流下にて撹拌しながら徐々に
加熱した。反応混合液は、約８０℃前後より加熱還流が
起こり、その後徐々に還流温度が上昇し、５時間後には
１０４℃に達した。合計６時間加熱還流した後、反応液
を室温まで冷却し有機層を分液分取した。これを、水
(1.00 L)で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、イ
ソチオシアン酸２−クロロアリルを粗収量１.２７kgで
得た。 沸点６４〜６８℃／１０〜１３mmHg。¹ H NMR (CDCl₃） δ=4.25 (2H, dd, J=1.3, 1.0 Hz),
5.45 (1H, dt, J=2.3, 1.0 Hz), 5.55 (1H, dt, J=2.3,
1.3 Hz)。

【００１３】実施例２ ２,３−ジクロロ−１−プロペン (1.07 kg, 9.36 mo
l)，チオシアン酸カリウム (0.91 kg, 9.32 mol)及び水
(1.86 L)を混合し、窒素気流下にて撹拌しながら徐々に
加熱した。反応混合液は、約７５℃前後より加熱還流が
起こり、その後徐々に還流温度が上昇し、４時間後には
１０８℃に達した。合計８時間加熱還流した後、反応液
を室温まで冷却し有機層を分液分取した。ヘキサン（１
００ml）で水層を抽出し、これと合わせて水（1.00 L)
で２回洗浄したのち無水硫酸マグネシウムで乾燥し、ヘ
キサンを留去した。残留物を１２０℃で２時間加熱した
のち冷却し、ヘキサン (8.00 L) を加え約１時間激しく
撹拌した。本懸濁溶液を室温で２時間静置したのち、不
溶物をデカンテーションで取り除いた。ヘキサン溶液を
減圧下にて濃縮し、イソチオシアン酸２−クロロアリル
を粗収量１.１kgで得た。NMRスペクトルは実施例１と同
一であった。

【００１４】実施例３ ２,３−ジクロロ−１−プロペン(578 g, 5.05 mol)，チ
オシアン酸ナトリウム(409 g, 5.00 mol) 及び水 (1.00
L) を混合し、窒素気流下にて撹拌しながら徐々に加熱
した。反応混合液は、約７５℃前後より加熱還流が起こ
り、その後徐々に還流温度が上昇し、４時間後には１０
４℃に達した。合計５時間加熱還流した後、反応液を室
温まで冷却し有機層を分液分取した。有機層を水(500 m
l)で２回洗浄したのち無水硫酸マグネシウムで乾燥し、
イソチオシアン酸２−クロロアリルを粗収量５８０gで
得た。NMRスペクトルは実施例１と同一であった。

【００１５】実施例４ ２,３-ジクロロ-１-プロペン(45.8 g, 0.40 mol)，チオ
シアン酸アンモニウム(36.9 g, 0.48 mol)及び水(90ml)
を混合し、撹拌しながら徐々に加熱した。反応混合液
は、約８３℃前後より加熱還流が起こり、その後徐々に
還流温度が上昇し、１０３℃に達した。合計５時間加熱
還流した後、反応液を室温まで冷却し有機層を分液分取
した。クロロホルム(100 ml)で水層を抽出し、有機層と
合わせて無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶液を減圧
下濃縮し、イソチオシアン酸２−クロロアリルを粗収量
４６.８gで得た。NMRスペクトルは実施例１と同一であ
った。

【００１６】実施例５ 水酸化ナトリウム（22.9 g，0.55 mol）を水88mlに溶解
させた溶液に塩化トリオクチルメチルアンモニウム（2.
00 g，5.00 mol）及び１,２,３−トリクロロプロパン
（73.7 g, 0.50 mol）を加え、３時間加熱還流した。約
５０℃まで冷却後、有機層を分離、水洗した。この有機
層を水１００mlとチオシアン酸カリウム（55.7 g，0.55
mol）の混合液に加え、窒素気流下で３時間加熱還流し
た（還流温度９０〜１０４℃）。室温付近まで冷却後、
有機層を分取し、水層をヘキサン（50 ml）で抽出し
た。ヘキサン層と分取した有機層とを合わせて無水硫酸
マグネシウムで乾燥後ヘキサンを留去し、粗収量６１.
０ｇでイソチオシアン酸２−クロロアリルを得た。NMR
スペクトルは実施例１と同一であった。

【００１７】比較例（トルエン中での反応） ２,３-ジクロロ-１-プロペン(11.4 g, 0.1 mol)，チオ
シアン酸アンモニウム(10.3 g, 0.11 mol)及びトルエン
45mlを加熱還流下で２時間撹拌したが、ほとんど反応し
なかった。

【００１８】

【発明の効果】本発明の製造法によれば、それ自体殺線
虫作用を有し、また医薬や農薬等の中間体等として有用
なイソチオシアン酸２−ハロゲノアリル〔Ｉ〕を収率よ
く一工程で工業的に大量生産できる。また、溶媒が水の
みの場合は、過剰のチオシアン酸〔IV〕及び副生する無
機塩が通常水層に溶解するので、後処理操作が極めて簡
便となる。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−55867（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−256326（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−234864（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−33166（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C07C 331/16 - 331/22 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ) ＣＡＳＲＥＡＣＴ（ＳＴＮ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 式 【化１】 （式中、Ｘ^１ およびＸ^２は、各々、塩素を示す。）で表
   される化合物と、式 Ｍ（ＳＣＮ）n [IV] （式中、Ｍは金属またはアンモニウム基を、ｎはＭの原
   子価を示す。）で表されるチオシアン酸塩とを、水の存
   在下、相間移動触媒不存在下に９０〜１５０℃で加熱す
   ることを特徴とする式 【化２】 （式中、Ｘ^１は塩素を示す。）で表される化合物の製造
   法。
2. 【請求項２】 ９５〜１０５℃で加熱する請求項１記載
   の製造法。
3. 【請求項３】 Ｍがアルカリ金属またはＮＨ_４ ^＋である
   請求項１記載の製造法。
4. 【請求項４】 式 【化３】 （式中、Ｘ^１およびＸ^２は上記と同意義を、Ｘ^３は塩素
   を示す。）で表される化合物と塩基とを反応させて得ら
   れる上記化合物〔III〕と上記化合物〔IV〕とを、水の
   存在下、相間移動触媒不存在下に９０〜１５０℃で加熱
   する請求項１記載の製造法。