JP3457240B2 - エピスルフィド化合物の製造方法 - Google Patents
エピスルフィド化合物の製造方法Info
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Description
ルフィド基を分子内に2個以上有するエピスルフィド化
合物の製造方法に関する。
性から、プラスチックレンズ材料として近年多用されて
いる。プラスチックレンズに要求されている性能は光学
性能として高屈折率、高アッべ数、物理的性性質として
は高耐熱性、低比重である。これらの性能の中で、高耐
熱性、低比重については現在の高屈折率プラスチックレ
ンズでも高いレベルで実用されている。しかしながら、
屈折率とアッべ数に関しては屈折率が上昇するほどアッ
ベ数が低下すると言った相反する物性であるため両方を
同時に向上させることは非常に困難である。そこでアッ
べ数の低下を抑えながら、高屈折率化を行う検討が盛ん
に行われておりこれらの検討の中でも最も代表的なもの
は特開平9−110979号公報及び特開平9−715
80号公報及び特開平9−255781号公報でエピス
ルフィド化合物を使用することであり、本出願人らもW
O89/10575,特開平11−140070号公
報、特開平11−183702号公報、特開平11−1
83702号公報等のエピスルフィド系高屈折率レンズ
用の樹脂を提案している。
る事で、比較的高いアッべ数を有しながら極めて高い屈
折率を得ることができる。しかしエポキシ化合物をチア
化し、これらの化合物を製造するに際し、公知(特開平
9−255781号公報、特開平9−71580号公
報)等に記載された方法、即ち少量の有機酸、或いは無
機酸を使用する方法では、生成物のタール化による収率
低下及び、タールの反応器壁への付着等の問題があっ
た。先行文献 J.am.Chem.Soc75,49
59(1953)で硫酸を用いたエピスルフィド基を一
つ有する特定化合物の製造方法は知られていたが、それ
よりもはるかに高分子量化が生じ易いエピスルフィド基
を二つ以上有する化合物については知られていなかっ
た。
べく検討した結果、エピスルフィド化合物の合成に際
し、エポキシ化合物を相当するイソチウロニウム塩とし
た後エピスルフィド化することにより、エピスルフィド
化合物の純度及び収率の向上、高分子量化によるタール
化防止が可能となることを見出し、本発明に至った。
ら、式(1)で表される部分構造を分子内に2個以上有
するエピスルフィド化合物を製造するに際し、エポキシ
化合物に対して、0.5当量以上2.0当量以下の範囲
の有機プロトン酸の存在下にチア化剤を作用して得られ
るイソチウロニウム塩を中間体として経ることを特徴と
するエピスルフィド化合物の製造方法。
示され部分構造を1個以上有する化合物である(A)記
載のエピスルフィド化合物の製造方法。
表される化合物である(B)記載のエピスルフィド化合
物の製造方法。
状の炭化水素数1〜10の炭化水素基、置換又は未置換
の1,4−ジチアン基、アリーレン基、アラルキレン基
を表す。mは0〜2の整数を表し、nは0〜4の整数を
表す。)
で表される化合物であることを特徴とする(C)記載の
エピスルフィド化合物の製造方法。
状の炭化水素数1〜10の炭化水素基、置換又は未置換
の1,4−ジチアン基、アリーレン基、アラルキレン基
を表す。mは0〜2の整数、nは0〜4の整数を表し、
Aは共役塩基を表す。)
ィド化合物が式(6)で示されるビス(β−エピチオプ
ロピル)ジスルフィド化合物である(C)記載のエピス
ルフィド化合物の製造方法。
有する組成物。
状の炭化水素数1〜10の炭化水素基、置換又は未置換
の1,4−ジチアン基、アリーレン基、アラルキレン基
を表す。mは0〜2の整数、nは0〜4の整数を表し、
Aは共役塩基を表す。)である。
子内に2個以上有するエポキシ化合物、又は該エポキシ
化合物から誘導される式(8)で示される部分構造を分
子内に2個以上有するα−ハロゲノ−β−ヒドロキシ化
合物を原料とし、中間体としてイソチウロニウム塩化工
程を経ることを特徴とする式(1)で表される部分構造
を分子内に2個以上有するエピスルフィド化合物の製造
方法に関する。
に用いられる有機プロトン酸成分としては、具体的に
は、酢酸、蟻酸、無水酢酸、トリクロロ酢酸、蓚酸、ク
ロロ酢酸、ジクロロ酢酸、コハク酸、フマル酸、パラト
ルエンスルホン酸、アジピン酸、アスパラギン酸、アミ
ノ安息香酸、クロロ安息香酸、イソ吉草酸、イソニコチ
ン酸、クエン酸、グルタミン酸、マレイン酸、グルタル
酸、蟻酸、乳酸、酪酸、サリチル酸、安息香酸、クロロ
プロピオン酸、ケイ皮酸、シアノ安息香酸、シアノ酢
酸、尿酸、ヒドロキシ安息香酸、フェニル酢酸、フェノ
キシ酢酸、フルオロ酢酸、プロピオン酸、マロン酸、イ
ソフタル酸、メルカプト酢酸、リンゴ酸、フタル酸、ア
クリル酸、等が挙げられるが、例示化合物に限定される
ものではない。これらは、エポキシ化合物及び反応条件
により適宜選択して使用される。
て、0.5当量以上2.0当量以下が好ましく、更に好
ましくは、0.9当量以上1.5当量以下である。用い
られる酸成分は単独でも2種類以上を混合して用いる事
も可能である。
しても使用しなくても良いが、使用する場合溶媒として
はエーテル類、アルコール類、ケトン類、エステル類、
水等が挙げられる。エーテルとしては、エチルエーテ
ル、ジクロロエチルエーテル、イソプロピルエチルエー
テル、n−ブチルエーテル、イソブチルエーテル、プロ
ピルエーテル、イソプロピルエーテル、イソアミルエー
テル、ジイソアミルエーテル、n−ヘキシルエーテル、
メチルフェニルエーテル、n−ブチルフェニルエーテ
ル、アミルフェニルエーテル、ベンジルエーテル、エチ
レングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコー
ルモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエ
ーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エ
チレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコ
ールジブチルエーテル、エチレングリコールイソアミル
エーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、
ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコール
ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエー
テル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエ
チレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレング
リコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノ
エチルエーテル等のエーテル類
ル、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノー
ル、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−
アミルアルコール、イソアミルアルコール、ペンタノー
ル、n−ヘキサノール、メチルアミノアルコール、2−
エチルブタノール、n−ヘプタノール、n−オクタノー
ル、2−オクタノール、3−オクタノール、2−エチル
ヘキサノール、3,5,5−トリメチルヘキサノール、
ノナール、n−デカノール、ウンデカノール、n−ドデ
カノール、ヘプタデカノール、シクロヘキサノール、ベ
ンジルアルコール、2−メチルシクロヘキサノール、フ
リフリルアルコール、テトラヒドロフリフリルアルコー
ル等のアルコール類
トン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケト
ン,メチル−n−ブチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、メチル−n−アミルケトン、メチル−n−ヘキシル
ケトン、ジエチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、
ジ−n−プロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセト
ニルアセトン、メシチルオキシド、イソホロン、シクロ
ヘキサノン、o−シクロヘキサノン、アセトフェノン等
のケトン類
チル、酢酸ブチル、酢酸−n−プロピル、酢酸イソプロ
ピル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸sec
−ブチル、酢酸−n−アミル、酢酸イソアミル、酢酸メ
チルイソアミル、酢酸メトキシブチル、酢酸sec−エ
チルブチル、酢酸−2−エチルヘキサノール、酢酸シク
ロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸ベンジ
ル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピ
オン酸−n−ブチル、プロピオン酸イソアミル、酪酸メ
チル、酪酸エチル、酪酸−n−ブチル、酪酸イソアミ
ル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸アミル、アセト
酢酸メチル、アセト酢酸エチル、乳酸エチル、乳酸メチ
ル、乳酸−n−ブチル、乳酸アミル、安息香酸メチル、
安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、
安息香酸イソアミル、安息香酸ベンジル、ケイ皮酸メチ
ル、ケイ皮酸エチル、サリチル酸メチル、サリチル酸エ
チル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジブチル、シュウ酸
ジアミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジエチル、フタ
ル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジ−2−
エチルヘキシル、等のエステル類等が挙げられるが、こ
れらの例示化合物に限定されるものではない。
によって適宜選択されるが、単独或いは、2種以上を混
合しても良い。
素が挙げられる。チオ尿素の使用量はエポキシ化合物に
対して0.5当量から3当量の範囲で使用することがで
き、好ましくは0.8当量から2当量、更に好ましく
0.9は当量から1.5当量の範囲である。
で実施するのが好ましく、より好ましくは0℃以上30
℃以下の温度で反応することが良好な結果を与える。
して合成されるイソチウロニウム塩としては以下の式
(4)で表される化合物である。
状の炭化水素数1〜10の炭化水素基、置換又は未置換
の1,4−ジチアン基、アリーレン基、アラルキレン基
を表す。mは0〜2の整数、nは0〜4の整数を表し、
Aは共役塩基、特に上記例示のプロトン酸の共役塩基を
表す。)
造を有するものを例示することができるが、これらに限
定されるものではない。
(9)、(10)について元素分析値を表−1に示し
た。
してはビス(β−エピチオプロピル)スルフィド、ビス
(β−エピチオプロピル)ジスルフィド、ビス(β−エ
ピチオプロピルチオ)メタン、1,2−ビス(β−エピ
チオプロピルチオ)エタン、1,3−ビス(β−エピチ
オプロピルチオ)プロパン、1,3−ビス(β−エピチ
オプロピルチオ)−2−メチルプロパン、1,4−ビス
(β−エピチオプロピルチオ)ブタン、1,4−ビス
(β−エピチオプロピルチオ)−2−メチルブタン、
1,3−ビス(β−エピチオプロピルチオ)ブタン、
1,5−ビス(β−エピチオプロピルチオ)ペンタン、
1,5−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−2−メチ
ルペンタン、1,5−ビス(β−エピチオプロピルチ
オ)−3−チアペンタン、1,6−ビス(β−エピチオ
プロピルチオ)ヘキサン、1,6−ビス(β−エピチオ
プロピルチオ)−2−メチルヘキサン、3,8−ビス
(β−エピチオプロピルチオ)−3,6−ジチアオクタ
ン、1,2,3−トリス(β−エピチオプロピルチオ)
プロパン、2,2−ビス(β−エピチオプロピルチオ)
−1−3−ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)プ
ロパン、1,5−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−
2−(β−エピチオプロピルチオメチル)−3−チアペ
ンタン、1,5−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−
2,4−ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)−3
−チアペンタン、1−(β−エピチオプロピルチオ)−
2,2−ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)−4
−チアヘキサン、1,8−ビス(β−エピチオプロピル
チオ)−4,5−ビス(β−エピチオプロピルチオメチ
ル)−3,6−ジチアオクタン、1,8−ビス(β−エ
ピチオプロピルチオ)−4,4−ビス(β−エピチオプ
ロピルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,8
−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−2,5−ビス
(β−エピチオプロピルチオメチル)−3,6−ジチア
オクタン、1,8−ビス(β−エピチオプロピルチオ)
−2,4,5−トリス(β−エピチオプロピルチオメチ
ル)−3,6−ジチアオクタン、1,1,1−トリス
[{2−(β−エピチオプロピルチオ)エチル}チオメ
チル]−2−(β−エピチオプロピルチオ)エタン、
1,1,2,2−テトラキス[{2−(β−エピチオプ
ロピルチオ)エチル}チオメチル]−2−(β−エピチ
オプロピルチオ)エタン等の鎖状脂肪族β−エピチオプ
ロピルチオ化合物
オ)シクロヘキサン、1,4−ビス(β−エピチオプロ
ピルチオ)シクロヘキサン、1,3−ビス(β−エピチ
オプロピルチオメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス
(β−エピチオプロピルチオメチル)シクロヘキサン、
2,5−ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)−
1,4−ジチアン、等の環状脂肪族β−エピチオプロピ
ルチオ化合物
オ)ベンゼン、1,4−ビス(β−エピチオプロピルチ
オ)ベンゼン、1,3−ビス(β−エピチオプロピルチ
オメチル)ベンゼン、1,4−ビス(β−エピチオプロ
ピルチオメチル)ベンゼン、ビス−[4−(β−エピチ
オプロピルチオ)フェニル]−メタン、2,2−ビス−
[4−(β−エピチオプロピルチオ)フェニル]−プロ
パン、等の芳香族β−エピチオプロピルチオ化合物を挙
げる事ができ、更にエピチオ基を3個以上含む化合物で
はエピチオ基の一部がエポキシ基である化合物も包含さ
れるが、これらの例示化合物に限定されるものではな
い。
常、反応器内に溶媒の存在又は不存在下にプロトン酸、
チア化剤、エポキシ化合物を同時に或いは、二種以上を
同時に又はそれぞれを別々に装入して行う。イソチウロ
ニウム塩化反応終了後は、冷却しながら塩基性化合物を
滴下して加水分解した後、溶媒と反応マス層を分液し目
的物を得る事ができる。
的に説明する。
水100ml、チオ尿素40.7g(0.53モル)と
2−クロロプロピオン酸57.9g(0.53モル)を
計り取り、窒素雰囲気下で反応器内温を20℃に保ちな
がら、ビス−(β−エポキシプロピル)ジスルフィド4
7.2g(0.26モル)を1時間かけて滴下し、滴下
終了後温度を20℃に保ちながら2時間熟成した。熟成
終了後にメチルエチルケトン200mlを仕込み、18
%炭酸ソーダ水溶液156g(0.26モル)を熟成時
の温度を保ちながら滴下し、滴下終了後同温度を保ちな
がら3時間熟成した。熟成終了後30分間静置した後、
水層と有機溶媒層を分液した。分液した有機層を水洗
後、無水硫酸ナトリウムにて脱水し、得られた有機層を
1.33KPaの減圧下30℃の温度にて溶媒留去し、
留去後にビス(β−エピチオプロピル)ジスルフィドの
粗体を得た。得られた粗体の収量、純度、純度換算収
率、フラスコへのタール付着の状況を表−2に記載し
た。反応終了後のフラスコは、タール等の付着物もなく
連続的に使用可能な状態であった。
クロロプロピオン酸57.9g(0.53モル)に代え
て10%塩酸193g(0.53モル)を用い、加水分
解塩基として30%炭酸カリ125g(0.27モル)
を用いた以外は、同じ反応条件、及び後処理を行った。
得られた粗体の収量、純度、純度換算収率、フラスコへ
のタール付着の状況を表−2に記載した。反応終了後の
フラスコは、タール等の付着物もなく連続的に使用可能
な状態であった。
クロロプロピオン酸57.9g(0.53モル)に代え
て蟻酸24.4g(0.53モル)を用い、加水分解塩
基として25%重炭酸カリ220g(0.55モル)を
用いた以外は同じ反応条件、及び後処理を行った。得ら
れた粗体の収量、純度、純度換算収率、フラスコへのタ
ール付着の状況を表−2に記載した。反応終了後のフラ
スコは、タール等の付着物もなく連続的に使用可能な状
態であった。
クロロプロピオン酸57.9g(0.53モル)に代え
て酢酸31.8g(0.53モル)を用い、加水分解塩
基として8%重炭酸ソーダ557g(0.53モル)を
用いた以外は同じ反応条件、及び後処理を行った。得ら
れた粗体の収量、純度、純度換算収率、フラスコへのタ
ール付着の状況を表−2に記載した。反応終了後のフラ
スコは、タール等の付着物もなく連続的に使用可能な状
態であった。
水100ml、チオ尿素40.7g(0.53モル)と
蟻酸2.4g(0.05モル)を計り取り、窒素雰囲気
下で反応器内温を20℃に保ちながら、ビス−(β−エ
ポキシプロピル)ジスルフィド47.2g(0.26モ
ル)を1時間かけて滴下し、滴下終了後温度20℃を保
ちながら2時間熟成した。熟成終了後にメチルエチルケ
トン200mlを仕込み、18%炭酸ソーダ水溶液30
g(0.05モル)を熟成時の温度を保ちながら滴下
し、滴下終了後同温度を保ちながら3時間熟成した。熟
成終了後30分間静置した後、水層と有機溶媒層を分液
した。分液した有層層を水洗後、硫酸ナトリュウムにて
脱水した。得られた有機層を1.33KPaの減圧下3
0℃の温度にて溶媒留去し、留去後にビス(β−エピチ
オプロピル)ジスルフィドの粗体を得た。得られた粗体
の収量、純度、純度換算収率、フラスコへのタール付着
の状況を表−2に記載した。反応終了後のフラスコは壁
面に大量のタールが付着し、フラスコの洗浄無しでは次
のバッチを始める事はできなかった。
して酢酸3.2g(0.05モル)を用いた以外は同じ
反応条件、及び後処理を行った。得られた粗体の収量、
純度、純度換算収率、フラスコへのタール付着の状況を
表−2に記載した。反応終了後のフラスコは壁面に大量
のタールが付着し、フラスコの洗浄無しでは次のバッチ
を始める事はできなかった。
して36%塩酸5.4g(0.05モル)を用いた以外
は同じ反応条件、及び後処理を行った。得られた粗体の
収量、純度、純度換算収率、フラスコへのタール付着の
状況を表−2に記載した。反応終了後のフラスコは壁面
に大量のタールが付着し、フラスコの洗浄無しでは次の
バッチを始める事はできなかった。
ポキシ化合物を相当するイソチウロニウム塩とした後、
エピスルフィド化反応を行うことにより高収率で高品質
の純度のエピスルフィド化合物を得る事が可能となっ
た。
Claims (6)
- 【請求項1】 エポキシ化合物から、式(1)で表され
る部分構造を分子内に2個以上有するエピスルフィド化
合物を製造するに際し、エポキシ化合物に対して、0.
5当量以上2.0当量以下の範囲の有機プロトン酸の存
在下にチア化剤を作用して得られるイソチウロニウム塩
を中間体として経ることを特徴とするエピスルフィド化
合物の製造方法。 【化1】 - 【請求項2】 中間体のイソチウロニウム塩を加水分解
して目的のエピスルフィド化合物を製造することを特徴
とする請求項1に記載のエピスルフィド化合物の製造方
法。 - 【請求項3】 エピスルフィド化合物が式(2)で示さ
れた部分構造を1個以上有する化合物である請求項1記
載のエピスルフィド化合物の製造方法。 【化2】 - 【請求項4】 エピスルフィド化合物が一般式(3)で
表される化合物である請求項3記載のエピスルフィド化
合物の製造方法。 【化3】 (Yは置換又は未置換の直鎖、分岐又は環状の炭化水素
数1〜10の炭化水素基、置換又は未置換の1,4−ジ
チアン基、アリーレン基、アラルキレン基を表す。mは
0〜2の整数を表し、nは0〜4の整数を表す。) - 【請求項5】 イソチウロニウム塩が一般式(4)で表
される化合物であることを特徴とする請求項4のエピス
ルフィド化合物の製造方法。 【化4】 (Yは置換又は未置換の直鎖、分岐又は環状の炭化水素
数1〜10の炭化水素基、置換又は未置換の1,4−ジ
チアン基、アリーレン基、アラルキレン基を表す。mは
0〜2の整数、nは0〜4の整数を表し、Aは共役塩基
を表す。) - 【請求項6】 式(3)で表されるエピスルフィド化合
物が式(6)で示されるビス(β−エピチオプロピル)
ジスルフィド化合物である請求項4記載のエピスルフィ
ド化合物の製造方法。 【化5】
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