JP4756894B2 - チオエステル化合物の製造方法、それにより得られるチオエステル化合物、ならびにそれを用いて得られるメルカプト基含有化合物および樹脂 - Google Patents

チオエステル化合物の製造方法、それにより得られるチオエステル化合物、ならびにそれを用いて得られるメルカプト基含有化合物および樹脂 Download PDF

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Description

本発明は、チオエステル化合物の製造方法、それにより得られるチオエステル化合物、ならびにそれを用いて得られるメルカプト基含有化合物および樹脂に関するものである。本発明によって得られるチオエステル化合物は硫黄含有化合物の合成原料及び、プラスチックレンズ、プリズム、光ファイバー、情報記録基板、フィルター、発光ダイオード等の光学材料等に好適に使用される樹脂の原料として好ましく用いられ、特に眼鏡用プラスチックレンズモノマーの原料として好適に使用される。
プラスチックレンズは、無機レンズに比べ軽量で割れ難く、染色が可能なため近年、眼鏡レンズ、カメラレンズ等の光学素子に急速に普及してきている。プラスチックレンズ用樹脂には、さらなる高性能化が要求されてきており、高屈折率化、高アッベ数化、低比重化、高耐熱性化等が求められてきた。
これまでにも様々なレンズ用樹脂素材が開発され使用されている。その中でも代表的な例として、チオール化合物とイソシアナート化合物の重合物からなるチオウレタン樹脂が挙げられ、チオール化合物の硫黄含有率を上げることにより高屈折率のチオウレタン樹脂が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3等参照)。
高屈折率チオウレタン樹脂に欠かせない高硫黄含有率のチオール化合物の製造方法として、チオエステル化合物を原料とする製造方法が提案されている。(例えば、特許文献4、特許文献5等参照)。チオエステル化合物の製造方法としては、特許文献5のようにハロゲン化合物と塩基化合物の混在下に、チオカルボン酸化合物を滴下して反応させる製造方法が多く用いられている。
特開昭63−46213号公報 特開平2−270859号公報 特開平7−252207号公報 特開2001−342172号公報 特開2004−300110号公報
しかし、従来のチオエステル化合物の製造方法では、条件によっては、副生成物が多く生成して反応収率の低下を招くだけでなく、得られるチオエステル化合物の色相を悪化させたり、またチオエステル化合物をアルコリシスあるいは加水分解してチオール化合物を合成する際に反応阻害を引き起こす副生成物が生成したり、チオエステル化合物の品質を悪化させる場合がある。高硫黄含有率のチオール化合物の原料として好ましく用いられるチオエステル化合物の生産性向上及び品質安定化のため、高収率、高純度で得られるチオエステル化合物の製造方法の開発が望まれていた。
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を行ってきた。その結果、反応で使用するチオカルボン酸化合物の全物質量、反応系内に装入されているチオカルボン酸化合物の物質量、および、反応系内に装入されている塩基化合物の物質量が一定の関係を満たす製造方法を用いれば、高収率、高純度でチオエステル化合物が得られることを見出し、本発明に至った。
即ち、本発明は
[1] ハロゲン化合物に、チオカルボン酸化合物と塩基化合物をそれぞれ同時に滴下して、下記式(数1)においてNが20以下である条件を満たしながら反応させる、チオエステル化合物の製造方法に関する。
N=|A−B|/A f ×100 (数1)
(式中、Afは反応で使用するチオカルボン酸化合物の全物質量(mol)、Aは反応系内に装入されているチオカルボン酸化合物の物質量(mol)、Bは反応系内に装入されている塩基化合物の物質量(mol)を表す。)
以下、[2]から[]は、それぞれ本発明の好ましい実施態様の1つである。
[2] ハロゲン化合物と塩基化合物の一部との混合物に、チオカルボン酸化合物と塩基化合物の残りをそれぞれ同時に滴下する上記[1]に記載のチオエステル化合物の製造方法。
] 上記ハロゲン化合物の少なくとも一部が下記一般式(1)で表されるものであり、上記チオカルボン酸化合物の少なくとも一部が下記一般式(2)で表されるものであり、かつ、上記チオエステル化合物の少なくとも一部が下記一般式(3)で表されるものである、上記[1]又は[2]に記載のチオエステル化合物の製造方法。
1−(X1)m(X2)n (1)
(式中、X1、X2はそれぞれハロゲン原子を表し、m、nは0または1以上の整数を示し、且つm+nは1以上の整数である。X1とX2とは、同一であっても、異なっていても良い。R1は1価以上の直鎖状脂肪族、環状脂肪族、硫黄原子を有する脂肪族、複素環、または芳香族有機残基を表す。)
2−COSH (2)
(式中、R2は1価以上の直鎖状脂肪族、環状脂肪族、硫黄原子を有する脂肪族、複素環、または芳香族有機残基を表す。)
(R2COS)m+n1 (3)
(式中、m、nは0または1以上の整数を示し、且つm+nは1以上の整数である。R1、R2は1価以上の直鎖状脂肪族、環状脂肪族、硫黄原子を有する脂肪族、複素環、または芳香族有機残基を表す。R1とR2とは、同一であっても、異なっていても良い。)
] 上記式(数1)においてNが10以下である条件を満たしながら反応させる、上記[1]乃至[3]のいずれかに記載のチオエステル化合物の製造方法。
] 上記チオカルボン酸化合物がチオ酢酸であり、上記塩基化合物が3級アミンである、上記[3]に記載のチオエステル化合物の製造方法。
[6] 上記3級アミンがトリエチルアミンである、上記[5]に記載のチオエステル化合物の製造方法。
[7] 上記ハロゲン化合物がジクロロメタンであり、チオエステル化合物がビス(アセチルチオ)メタンである上記[5]又は[6]に記載のチオエステル化合物の製造方法。
本発明により、高硫黄含有チオール化合物の合成原料として好ましく用いられるチオエステル化合物を高収率、高純度で得ることができる。このようなチオエステル化合物は、高い屈折率および高い透明性が要求されるプラスチックレンズ、プリズム、光ファイバー、情報記録基板、フィルター、発光ダイオード等の光学材料等の樹脂分野、特に眼鏡レンズの分野において有益である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、ハロゲン化合物に、チオカルボン酸化合物と塩基化合物をそれぞれ同時に滴下して、下記式(数1)においてNが20以下である条件を満たしながら反応させる、チオエステル化合物の製造方法である。
N=|A−B|/A f ×100 (数1)
(式中、Afは反応で使用するチオカルボン酸化合物の全物質量(mol)、Aは反応系内に装入されているチオカルボン酸化合物の物質量(mol)、Bは反応系内に装入されている塩基化合物の物質量(mol)を表す。)
本発明に用いられるハロゲン化合物は少なくとも1のハロゲン原子を有していれば良く、それ以外の制限はない。中でも、一般式(1)で表されるハロゲン化合物は、本発明において特に好ましく用いられる。
1−(X1)m(X2)n (1)
(式中、X1、X2はそれぞれハロゲン原子を表し、m、nは0または1以上の整数を示し、且つm+nは1以上の整数である。X1とX2とは、同一であっても、異なっていても良い。R1は1価以上の直鎖状脂肪族、環状脂肪族、硫黄原子を有する脂肪族、複素環、または芳香族有機残基を表す。)
一般式(1)中のX1、X2のハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を挙げることができる。
一般式(1)中のRの有機残基としては、
たとえばメタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、ブタジエン等の直鎖状脂肪族化合物から誘導される1価以上の有機残基及び、
シクロペンタン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロへキサン、1,2−ジメチルシクロヘキサン、1,3−ジメチルシクロヘキサン、1,4−ジメチルシクロヘキサン、シクロヘキセン、1,3−シクロヘキサジエン、1,4−シクロヘキサジエン、ノルボルナン、2,3−ジメチルノルボルナン、2,5−ジメチルノルボルナン、2,6−ジメチルノルボルナン、ビス(4−メチルシクロヘキシル)メタン等の環状脂肪族化合物から誘導される1価以上の有機残基及び、
ビス(メルカプトメチル)スルフィド、ビス(メルカプトメチル)ジスルフィド、ビス(メルカプトエチル)スルフィド、ビス(メルカプトエチル)ジスルフィド、ビス(メルカプトプロピル)スルフィド、ビス(メルカプトメチルチオ)メタン、ビス(2−メルカプトエチルチオ)メタン、1,2−ビス(3−メルカプトプロピル)エタン、1,3−ビス(メルカプトエチルチオ)プロパン、1,3−ビス(3−メルカプトプロピルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(2−メルカプトエチルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(3−メルカプトプロピルチオ)プロパン、1、2−ビス[(2−メルカプトエチル)チオ]−3−メルカプトプロパン等の硫黄原子を有する脂肪族化合物から誘導される1価以上の有機残基及び、
チオラン、2,5−ジメチルチオラン、3,4−ジメチルチオラン、2,3−ジメチルチオラン、2,5−ジエチルチオラン、3,4−ジエチルチオラン、2,3−ジエチルチオラン、1,3−ジチオレン、2,4−ジメチル1,3−ジチオレン、4,5−ジメチル1,3−ジチオレン、2,4−ジエチル1,3−ジチオレン、4,5−ジエチル1,3−ジチオレン、1,3−ジチオラン、2,4−ジメチル1,3−ジチオラン、4,5−ジメチル1,3−ジチオラン、2,4−ジエチル1,3−ジチオラン、4,5−ジエチル1,3−ジチオラン、チオフェン、2,5−ジメチルチオフェン、1,4−ジチアン、2,6−ジメチル1,4−ジチアン、2,3−ジメチル1,4−ジチアン、2,5−ジエチル1,4−ジチアン、2,6−ジエチル1,4−ジチアン、2,3−ジエチル1,4−ジチアン、1,3,5−トリチアン、2,4−ジメチル−1,3,5−トリチアン、2,4−ジエチル−1,3,5−トリチアン、チアゾール、1,3,4−チアジアゾール、1,3−ジチエタン、2,4−ジメチル−1,3−ジチエタン、2,4−ジエチル−1,3−ジチエタン等の複素環化合物から誘導される1価以上の有機残基及び、
ベンゼン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、ナフタレン、ビフェニール、アントラセン、ペリレン、スチレン、エチルベンゼン等の芳香族化合物から誘導される1価以上の有機残基等を挙げることができるが、これら例示の有機残基のみに限定されるものではない。
本発明において、ハロゲン化合物は1種類を単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
本発明に用いられるチオカルボン酸化合物は、少なくとも1のチオカルボキシル基を有していれば良く、特に制限はない。中でも、一般式(2)で表されるチオカルボン酸化合物は、本発明において特に好ましく使用できる。

−COSH (2)
(式中、Rは1価以上の直鎖状脂肪族、環状脂肪族、硫黄原子を有する脂肪族、複素環、または芳香族有機残基を表す。)
一般式(2)中のRの有機残基としては、
たとえばメタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、ブタジエン等の直鎖状脂肪族化合物から誘導される1価以上の有機残基及び、
シクロペンタン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロへキサン、1,2−ジメチルシクロヘキサン、1,3−ジメチルシクロヘキサン、1,4−ジメチルシクロヘキサン、シクロヘキセン、1,3−シクロヘキサジエン、1,4−シクロヘキサジエン、ノルボルナン、2,3−ジメチルノルボルナン、2,5−ジメチルノルボルナン、2,6−ジメチルノルボルナン、ビス(4−メチルシクロヘキシル)メタン等の環状脂肪族化合物から誘導される1価以上の有機残基及び、
ビス(メルカプトメチル)スルフィド、ビス(メルカプトメチル)ジスルフィド、ビス(メルカプトエチル)スルフィド、ビス(メルカプトエチル)ジスルフィド、ビス(メルカプトプロピル)スルフィド、ビス(メルカプトメチルチオ)メタン、ビス(2−メルカプトエチルチオ)メタン、1,2−ビス(3−メルカプトプロピル)エタン、1,3−ビス(メルカプトエチルチオ)プロパン、1,3−ビス(3−メルカプトプロピルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(2−メルカプトエチルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(3−メルカプトプロピルチオ)プロパン、1、2−ビス[(2−メルカプトエチル)チオ]−3−メルカプトプロパン等の硫黄原子を有する脂肪族化合物から誘導される1価以上の有機残基及び、
チオラン、2,5−ジメチルチオラン、3,4−ジメチルチオラン、2,3−ジメチルチオラン、2,5−ジエチルチオラン、3,4−ジエチルチオラン、2,3−ジエチルチオラン、1,3−ジチオレン、2,4−ジメチル1,3−ジチオレン、4,5−ジメチル1,3−ジチオレン、2,4−ジエチル1,3−ジチオレン、4,5−ジエチル1,3−ジチオレン、1,3−ジチオラン、2,4−ジメチル1,3−ジチオラン、4,5−ジメチル1,3−ジチオラン、2,4−ジエチル1,3−ジチオラン、4,5−ジエチル1,3−ジチオラン、チオフェン、2,5−ジメチルチオフェン、1,4−ジチアン、2,6−ジメチル1,4−ジチアン、2,3−ジメチル1,4−ジチアン、2,5−ジエチル1,4−ジチアン、2,6−ジエチル1,4−ジチアン、2,3−ジエチル1,4−ジチアン、1,3,5−トリチアン、2,4−ジメチル−1,3,5−トリチアン、2,4−ジエチル−1,3,5−トリチアン、チアゾール、1,3,4−チアジアゾール、1,3−ジチエタン、2,4−ジメチル−1,3−ジチエタン、2,4−ジエチル−1,3−ジチエタン等の複素環化合物から誘導される1価以上の有機残基及び、
ベンゼン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、ナフタレン、ビフェニール、アントラセン、ペリレン、スチレン、エチルベンゼン等の芳香族化合物から誘導される1価以上の有機残基等を挙げることができる。具体的には、チオ酢酸、チオプロピオン酸、チオ酪酸、チオ吉草酸、チオピバル酸、チオアクリル酸、チオクロトン酸、チオメタクリル酸、チオプロピオール酸、チオ安息香酸、フルオロチオブロモチオ酢酸、チオグリコール酸等を挙げることができるが、これら例示の有機残基のみに限定されるものではない。これら例示化合物のうち、低級チオカルボン酸化合物が好ましく、チオ酢酸、チオプロピオン酸がより好ましい。
本発明において、チオカルボン酸化合物は、1種類を単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
本発明に用いられる塩基化合物には特に制限はなく、本発明の目的を損なわない限り、塩基性を有する各種の化合物を適宜使用することができる。本発明に好ましく用いられる塩基化合物の例としては、アンモニア及び、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム、燐酸一水素二ナトリウム等の無機塩基化合物及び、
エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、n−ペンチルアミン、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−デシルアミン、n−ラウリルアミン、ミリスチルアミン、3−ペンチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、1,2−ジメチルヘキシルアミン、アリルアミン、アミノメチルビシクロヘプタン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、2,3−ジメチルシクロヘキシルアミン、アミノメチルシクロヘキサン、アニリン、ベンジルアミン、フェネチルアミン、2、3−、あるいは4−メチルベンジルアミン、o−、m−、あるいはp−メチルアニリン、o−、m−、あるいはp−エチルアニリン、アミノモルホリン、ナフチルアミン、フルフリルアミン、α−アミノジフェニルメタン、トルイジン、アミノピリジン、アミノフェノール、アミノエタノール、1−アミノプロパノール、2−アミノプロパノール、アミノブタノール、アミノペンタノール、アミノヘキサノール、メトキシエチルアミン、2−(2−アミノエトキシ)エタノール、3−エトキシプロピルアミン、3−プロポキシプロピルアミン、3−ブトキシプロピルアミン、3−イソプロポキシプロピルアミン、3−イソブトキシプロピルアミン、2,2−ジエトキシエチルアミン、エチレンジアミン、1,2−、あるいは1,3−ジアミノプロパン、1,2−、1,3−、あるいは1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,10−ジアミノデカン、1,2−、1,3−、あるいは1,4−ジアミノシクロヘキサン、o−、m−あるいはp−ジアミノベンゼン、3,4−あるいは4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,4−あるいは4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−、あるいは4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、2,7−ジアミノフルオレン、1,5−、1,8−、あるいは2,3−ジアミノナフタレン、2,4−、あるいは2,6−ジアミノトルエン、m−、あるいはp−キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ジアミノメチルビシクロヘプタン、1,3−、あるいは1,4−ジアミノメチルシクロヘキサン等の1級アミン化合物及び、
ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−3−ペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジオクチルアミン、ジ(2−エチルヘキシル)アミン、メチルヘキシルアミン、ジアリルアミン、N−メチルアリルアミン、ピペリジン、ピロリジン、ジフェニルアミン、N−メチルアミン、N−エチルアミン、ジベンジルアミン、N−メチルベンジルアミン、N−エチルベンジルアミン、ジシクロヘキシルアミン、N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、ジナフチルアミン、1−メチルピペラジン、モルホリン、N,N’−ジメチルエチレンジアミン、N,N’−ジメチル−1,2−ジアミノプロパン、N,N’−ジメチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N’−ジメチル−1,2−ジアミノブタン、N,N’−ジメチル−1,3−ジアミノブタン、N,N’−ジメチル−1,4−ジアミノブタン、N,N’−ジメチル−1,5−ジアミノペンタン、N,N’−ジメチル−1,6−ジアミノヘキサン、N,N’−ジメチル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N’−ジエチルエチレンジアミン、N,N’−ジエチル−1,2−ジアミノプロパン、N,N’−ジエチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N’−ジエチル−1,2−ジアミノブタン、N,N’−ジエチル−1,3−ジアミノブタン、N,N’−ジエチル−1,4−ジアミノブタン、N,N’−ジエチル−1,5−ジアミノペンタン、N,N’−ジエチル−1,6−ジアミノヘキサン、N,N’−ジエチル−1,7−ジアミノヘプタン、ピペラジン、2−メチルピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、2,6−ジメチルピペラジン、ホモピペラジン、1,1−ジ−(4−ピペリジル)メタン、1,2−ジ−(4−ピペリジル)エタン、1,3−ジ−(4−ピペリジル)プロパン、1,4−ジ−(4−ピペリジル)ブタン、テトラメチルグアニジン等の2級アミン化合物及び、
トリエチルアミン、トリn−ブチルアミン、トリn−ヘキシルアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、トリエチレンジアミン、トリフェニルアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジブチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−ジエチルベンジルアミン、トリベンジルアミン、N−メチルジベンジルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N−ジエチルシクロヘキシルアミン、N,N−ジメチルブチルアミン、N−メチルジシクロヘキシルアミン、N−メチルモルホリン、N−イソプロピルモルホリン、ピリジン、キノリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン、α−、β−、あるいはγ−ピコリン、2,2’−ビピリジル、1,4−ジメチルピペラジン、ジシアンジアミド、テトラメチルエチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7−ウンデセン、2,4,6−トリス(N,N−ジメチルアミノメチル)フェノール等の3級アミン化合物等の有機塩基化合物を挙げることができるが、これら例示化合物のみに限定されるものではない。これら塩基性化合物は単独でも、2種類以上を混合しても使用することができる。これら例示化合物のうち、脂肪族3級アミン化合物が好ましく、トリエチルアミン、トリn−ブチルアミンがより好ましい。
塩基化合物の使用量はチオカルボン酸化合物の物質量に対して通常、1.0〜1.2当量の範囲であり、1.02〜1.10当量の範囲が好ましい。塩基化合物はチオカルボン酸化合物と同時に滴下する前に、あらかじめ一部をハロゲン化合物と混合しても使用することができる。その混合量はチオカルボン酸化合物の物質量に対して通常、0〜0.20当量の範囲であり、0.01〜0.15当量の範囲が好ましい。ハロゲン化合物の使用量はチオカルボン酸化合物の物質量に対して通常、1.0〜10.0当量の範囲であり、2.0〜4.0当量の範囲が好ましい。
本発明の製造方法では、反応で使用するチオカルボン酸化合物の全物質量A(mol)、反応系内に装入されているチオカルボン酸化合物の物質量A(mol)、および、反応系内に装入されている塩基化合物の物質量B(mol)が

|A−B|/A×100≦20
の条件を満たす状態で、チオカルボン酸化合物と塩基化合物を同時に滴下して反応させる。

|A−B|/A×100≦10
の条件を満たすことが、より好ましい。
反応温度は、通常−20〜120℃の範囲であり、0〜100℃が好ましく、30〜60℃がより好ましい。
滴下時間は、通常1〜20時間の範囲であり、3〜15時間が好ましく、5〜10時間がより好ましい。滴下終了後からの熟成時間はチオカルボン酸化合物が消費するまでの時間であり、その範囲は、通常0〜24時間の範囲であり、1〜6時間の範囲が好ましく、2〜4時間の範囲がより好ましい。
本発明を適用して得られるチオエステル化合物には、特に制限はない。本発明の目的を損なわない限り、既に説明した各種のハロゲン化合物、および、既に説明した各種のチオカルボン酸化合物の任意の組合せから得られる各種のチオエステル化合物に、適用することができる。中でも好ましいチオエステル化合物は、下記一般式(3)で表されるものである。

(RCOS)m+n (3)
(式中、m、nは0または1以上の整数を示し、且つm+nは1以上の整数である。R、Rは1価以上の直鎖状脂肪族、環状脂肪族、硫黄原子を有する脂肪族、複素環、または芳香族有機残基を表す。RとRとは、同一であっても、異なっていても良い。)
で表される有機残基、および、Rで表される有機残基は、一般式(1)で表されるハロゲン化合物についての説明、および、一般式(2)で表されるチオカルボン酸化合物についての説明において、既に詳述したものと同様である。m+nが2以上であり、かつ、2種類以上のチオカルボン酸化合物を用いて、チオエステル化合物を製造した場合には、当該チオエステル化合物は、2種類以上のR残基を有していても良い。
本発明に関わるチオエステル化合物を含んだ反応液は、通常、酸洗・塩基洗・水洗等、必要に応じて様々な洗浄が行なわれ、脱溶媒して製品が得られる。また蒸留・カラムクロマトグラフィー等、通常用いられる公知の精製方法によって精製することが好ましい。
本発明の製造方法により得られたチオエステル化合物は、純度、透明性、色相等に優れ、メルカプト基含有化合物の原料として好適である。より具体的には、色相に優れる当該チオエステル化合物は、色彩色差計(ミノルタ社製CT210)を用いて、C光源(CT210)にて測定温度23℃のもと、厚さ20mmのガラス製セルに注入した蒸留水にて校正した後、同ガラス製セルに注入して測定した黄色度が、通常30以下、好ましくは、25以下である。チオエステル化合物からメルカプト基含有化合物を製造する方法としては、従来公知の方法を適宜採用することができる。特に、特開2004−026668号公報、特開2004−043400号公報、特開2004−284973号公報、特開2001−342172号公報、特開2001−342252号公報等に記載の製造方法を、好ましく用いることができる。
本発明の製造方法で得られたチオエステル化合物を用いて得られたメルカプト基含有化合物は、純度、透明、色相等に優れ、チオウレタン樹脂、特に光学用途の透明チオウレタン樹脂の原料として好適である。より具体的には、透明性に優れる当該メルカプト基含有化合物は、色彩色差計(ミノルタ社製CT210)を用いて、C光源(CT210)にて測定温度23℃のもと、厚さ10mmのガラス製セルに注入した蒸留水にて校正した後、同ガラス製セルに当該メルカプト基含有化合物を注入して測定した黄色度が、通常15以下、好ましくは、10以下である。
上記メルカプト基含有化合物からチオウレタン樹脂を作成する方法としては、従来公知の方法を適宜採用することができる。特に、特開2004−002820号公報に記載の製造方法を好ましく用いることができる。上記メルカプト基含有化合物を用いて得られたチオウレタン樹脂は、透明性、色相に優れる場合が多く、特に光学材料として好ましく用いることができる。より具体的には、透明性に優れる当該チオウレタン樹脂は、色彩色差計(ミノルタ社製CT210、CR200)を用いて、C光源(CR200)にて測定温度23℃のもと、白色校正板にて校正した後、白色校正板の上に厚さ9mmの当該チオウレタン樹脂を置いて測定した黄色度が、通常10以下、好ましくは、8以下である、
[実施例]
以下、実施例により本発明を説明する。実施例については、チオエステル化合物として、下記式(4)で表されるビス(アセチルチオ)メタン(以下、チオエステル化合物αと記す)を製造する場合につき、記した。
式(4)で表されるチオエステル化合物αを製造する際の副生成物として、下記式(5)で表される(アセチルチオ)(チオアセチルチオ)メタン(以下、副生成物βと記す)と下記式(6)で表されるビス(アセチルチオメチル)スルフィド(以下、副生成物γと記す)と下記式(7)で表されるN,N−ジエチルアセチルアミド(以下、副生成物εと記す)が挙げられる。副生成物βは色相悪化の要因となり得る。副生成物γは反応収率の低下を招く場合がある。また副生成物εはチオエステル化合物αをチオール化する際に反応阻害を引き起こす場合がある。
以下の実施例で得られたチオエステル化合物αの純度及び、チオエステル化合物α中に含まれる副生成物β、副生成物γ、副生成物εの濃度の定量法としては、ガスクロマトグラフィー(島津社製)を用いて内部標準法により実施した。
チオエステル化合物αの色相測定方法としては、色彩色差計(ミノルタ社製CT210)を用いて、C光源(CT210)にて測定温度23℃のもと、厚さ20mmのガラス製セルに注入した蒸留水にて校正した後、同ガラス製セルに注入して黄色度(以下、YIと記す)を測定した。
(実施例1)
撹拌棒、温度計、還流管を備えた反応フラスコに、ジクロロメタン382.2g(4.5mol)とトリエチルアミン15.2g(0.15mol)を加えた。内温を40〜50℃で保ちながら撹拌したところに、滴下ロートでチオ酢酸114.2g(1.5mol)とトリエチルアミン140.5g(1.388mol)を7時間かけて、一定速度で同時に滴下した。|A−B|/A×100の最大値は10である(式中、Aは反応で使用するチオ酢酸の全物質量(mol)、Aは反応系内に装入されているチオ酢酸の物質量(mol)、Bは反応系内に装入されているトリエチルアミンの物質量(mol)を表す。)。滴下終了後、50℃に保ちながら2時間撹拌した後に、0.85重量%塩酸161.0g(0.038mol)を装入して、酸洗を行った。静置後、水層を廃棄し、得られた有機層に対して、さらに水52.4gで水洗を3回行った。得られた有機層から溶媒を留去することで、純度99重量%のチオエステル化合物α121.9g(0.74mol)が得られた。チオ酢酸に対するチオエステル化合物αの収率は98%であり、チオエステル化合物α中の副生成物βの濃度は<100ppm、副生成物γの濃度は0.10重量%、副生成物εの濃度は<100ppmであった。また得られたチオエステル化合物αのYIは22と良好であった。
(実施例2)
撹拌棒、温度計、還流管を備えた反応フラスコに、ジクロロメタン382.2g(4.5mol)とトリエチルアミン1.52g(0.015mol)を加えた。内温を40〜50℃で保ちながら撹拌したところに、滴下ロートでチオ酢酸114.2g(1.5mol)とトリエチルアミン150.3g(1.485mol)を7時間かけて、一定速度で同時に滴下した。|A−B|/A×100の最大値は1である。滴下終了後、50℃に保ちながら2時間撹拌した。静置後、水層を廃棄し、得られた有機層に対してさらに水52.4gで水洗を3回行った。得られた有機層から溶媒を留去することで、純度99.5重量%のチオエステル化合物α122.6g(0.743mol)が得られた。チオ酢酸に対するチオエステル化合物αの収率は99%であり、チオエステル化合物α中の副生成物βの濃度は<100ppm、副生成物γの濃度は<100ppm、副生成物εの濃度は<100ppmであった。また得られたチオエステル化合物αのYIは18と良好であった。
(比較例1)
撹拌棒、温度計、還流管を備えた反応フラスコに、ジクロロメタン382.2g(4.5mol)とトリエチルアミン155.7g(1.538mol)を加えた。内温を40〜50℃で保ちながら撹拌したところに、滴下ロートでチオ酢酸114.2g(1.5mol)を5時間かけて滴下した。|A−B|/A×100の最大値は103である。滴下終了後、50℃に保ちながら2時間撹拌した後に、0.85重量%塩酸161.0g(0.038mol)を装入して、酸洗を行った。静置後、水層を廃棄し、得られた有機層に対してさらに水52.4gで水洗を3回行った。得られた有機層から溶媒を留去することで、純度94重量%のチオエステル化合物α120.6g(0.69mol)が得られた。チオ酢酸に対するチオエステル化合物αの収率は92%であり、チオエステル化合物α中の副生成物βの濃度は1.0重量%、副生成物γの濃度は3.2重量%、副生成物εの濃度は0.40重量%であった。また得られたチオエステル化合物αのYIは42であった。
(比較例2)
撹拌棒、温度計、還流管を備えた反応フラスコに、ジクロロメタン382.2g(4.5mol)とトリエチルアミン15.2g(0.15mol)を加えた。内温を40〜50℃で保ちながら撹拌したところに、滴下ロートでチオ酢酸114.2g(1.5mol)とトリエチルアミン140.5g(1.95mol)を7時間かけて、一定速度で同時に滴下した。|A−B|/A×100の最大値は40である。滴下終了後、50℃に保ちながら2時間撹拌した後に、10重量%塩酸219.0g(0.60mol)を装入して、酸洗を行った。静置後、水層を廃棄し、得られた有機層に対して、さらに水52.4gで水洗を3回行った。得られた有機層から溶媒を留去することで、純度96重量%のチオエステル化合物α119.4g(0.705mol)が得られた。チオ酢酸に対するチオエステル化合物αの収率は93%であり、チオエステル化合物α中の副生成物βの濃度は0.30重量%、副生成物γの濃度は2.00重量%、副生成物εの濃度は0.04重量%であった。また得られたチオエステル化合物αのYIは28であった。
(比較例3)
撹拌棒、温度計、還流管を備えた反応フラスコに、ジクロロメタン382.2g(4.5mol)とトリエチルアミン15.2g(0.15mol)を加えた。内温を40〜50℃で保ちながら撹拌したところに、滴下ロートでチオ酢酸114.2g(1.5mol)を7時間かけて、トリエチルアミン140.5g(1.388mol)を4時間かけて、それぞれ一定速度で同時に滴下した。|A−B|/A×100の最大値は45である。滴下終了後、50℃に保ちながら2時間撹拌した後に、0.85重量%塩酸161.0g(0.038mol)を装入して、酸洗を行った。静置後、水層を廃棄し、得られた有機層に対してさらに水52.4gで水洗を3回行った。得られた有機層から溶媒を留去することで、純度96重量%のチオエステル化合物α118.1g(0.69mol)が得られた。チオ酢酸に対するチオエステル化合物αの収率は92%であり、チオエステル化合物α中の副生成物βの濃度は0.50重量%、副生成物γの濃度は2.50重量%、副生成物εの濃度は0.10重量%であった。また得られたチオエステル化合物αのYIは36であった。

Claims (7)

  1. ハロゲン化合物に、チオカルボン酸化合物と塩基化合物をそれぞれ同時に滴下して、下記式(数1)においてNが20以下である条件を満たしながら反応させる、チオエステル化合物の製造方法。
    N=|A−B|/A f ×100 (数1)
    (式中、Afは反応で使用するチオカルボン酸化合物の全物質量(mol)、Aは反応系内に装入されているチオカルボン酸化合物の物質量(mol)、Bは反応系内に装入されている塩基化合物の物質量(mol)を表す。)
  2. ハロゲン化合物と塩基化合物の一部との混合物に、チオカルボン酸化合物と塩基化合物の残りをそれぞれ同時に滴下する請求項1に記載のチオエステル化合物の製造方法。
  3. 上記ハロゲン化合物の少なくとも一部が下記一般式(1)で表されるものであり、上記チオカルボン酸化合物の少なくとも一部が下記一般式(2)で表されるものであり、かつ、上記チオエステル化合物の少なくとも一部が下記一般式(3)で表されるものである、請求項1又は2に記載のチオエステル化合物の製造方法。
    1−(X1)m(X2)n (1)
    (式中、X1、X2はそれぞれハロゲン原子を表し、m、nは0または1以上の整数を示し、且つm+nは1以上の整数である。X1とX2とは、同一であっても、異なっていても良い。R1は1価以上の直鎖状脂肪族、環状脂肪族、硫黄原子を有する脂肪族、複素環、または芳香族有機残基を表す。)
    2−COSH (2)
    (式中、R2は1価以上の直鎖状脂肪族、環状脂肪族、硫黄原子を有する脂肪族、複素環、または芳香族有機残基を表す。)
    (R2COS)m+n1 (3)
    (式中、m、nは0または1以上の整数を示し、且つm+nは1以上の整数である。R1、R2は1価以上の直鎖状脂肪族、環状脂肪族、硫黄原子を有する脂肪族、複素環、または芳香族有機残基を表す。R1とR2とは、同一であっても、異なっていても良い。)
  4. 上記式(数1)においてNが10以下である条件を満たしながら反応させる請求項1乃至3のいずれか1項に記載のチオエステル化合物の製造方法。
  5. 上記チオカルボン酸化合物がチオ酢酸であり、上記塩基化合物が3級アミンである、請求項に記載のチオエステル化合物の製造方法。
  6. 上記3級アミンがトリエチルアミンである、請求項に記載のチオエステル化合物の製造方法。
  7. 上記ハロゲン化合物がジクロロメタンであり、チオエステル化合物がビス(アセチルチオ)メタンである請求項5又は6に記載のチオエステル化合物の製造方法。
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