JP5499171B2 - ヨードプロパルギル化合物の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ヨードプロパルギル化合物の新規製造方法に関する。
ヨードプロパルギル化合物は、微生物により、特に真菌類による攻撃に対して攻撃又は破壊されうる、接着剤、にかわ、紙及び段ボール、織物、革製品、木材、木質系材料、塗料及びプラスチック製品、冷却潤滑剤、並びにその他の材料等の工業材料を保護するための材料保護に特に用いられる公知の活性成分である。最もよく知られた代表的なものはＩＰＢＣ（３−ヨード−２−プロピニル−Ｎ−ブチルカルバメート）である。
製造の際に非常にきれいなＩＰＢＣを得ることは特に重要であり、なぜならヨウ素化の際にポリヨウ素化、例えば二ヨウ素化又は三ヨウ素化された化合物が非常に容易に生じ、これが好ましくない変色をもたらし、このことはそれ自体を殺菌剤として用いる際に好ましくないことが知られている。更に、これらの不純物は、しばしば、ＩＰＢＣを用いて保護された材料に、光の作用によって変色することをもたらす。
ヨードプロパルギル化合物、特にＩＰＢＣを製造するための多くの方法が既に公知である。
例えば、（特許文献１）は、ヨウ素を用いたプロパルギルアルコールのヨード化について開示しており、ここでは、酸化剤として次亜塩素酸ナトリウムを用い、ヨウ化物が得られる。これに続き、ヨード化されたプロパルギルアルコールをアルキルイソシアネートと反応させ、ヨードプロパルギル化合物を得る。
（特許文献２）は、プロパルギルアルコールをアルキルイソシアネートと反応させてプロパルギルアルキルカルバメートを得、次いで酸化剤としてＮａＯＣｌを用い、ヨウ素又は金属ヨウ化物によりヨード化してヨードプロパルギル化合物を得る反応について開示している。溶媒として、共溶媒（例えば、メタノール）、界面活性剤又は溶解促進剤（例えば、部分的に加水分解されたポリ酢酸ビニル）を加えた水を用いることが記載されている。
水性溶媒中で、有機リン酸塩の酸性部分エステル又は硫酸化脂肪アルコールの塩である界面活性物質を添加し、ヨウ素及び次亜塩素酸ナトリウムを用いる、プロパルギル化合物のヨード化が（特許文献３）に開示されている。
（特許文献４）は、酸化剤として金属ヨウ化物及び次亜塩素酸ナトリウムを用い、非イオン性界面活性剤を加えた水性溶媒中でのプロパルギルブチルカルバメート（ＰＢＣ）のヨード化によってＩＰＢＣを得ることについて開示している。
公知の方法の全てにおいて、次亜塩素酸ナトリウムが酸化剤として用いられている。これは、生成又は使用されるあらゆるヨウ化物を酸化し、それによってヨウ素源を効率的に利用し得るために必要である。通常に用いられる次亜塩素酸ナトリウム溶液の濃度はたったの５〜１５％であるので、これは、反応溶液の好ましくない希釈、結果としてそれに伴う製品の分離、高い費用で廃棄しなければならない大量の廃水をもたらす。更に、次亜塩素酸ナトリウムは、容易に分解するという欠点を有し、その結果、濃度が低下する。従って、好ましくない希釈が更に大きくなる。
このため、次亜塩素酸ナトリウム溶液は、非常に慎重に保管しなければならない。更に、次亜塩素酸ナトリウムの調製の際に、副生成物、例えば塩素酸ナトリウムが生成される可能性があり、これは、次亜塩素酸ナトリウム溶液を用いた場合に、同様に好ましくない二次反応をもたらす可能性がある。
従って、本発明の目的は、これらの欠点を生じない方法を見出すことである。
驚くべきことに、式（Ｉ）
（式中、Ｒは水素、各場合において任意選択で置換されていてもよい、Ｃ１〜Ｃ２０−アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０−アルケニル、Ｃ６〜Ｃ２０−アリール、又はＣ３〜Ｃ２０−シクロアルキルであり、
ｎは１〜６の整数である）
のヨードプロパルギル化合物の製造方法であって、
塩基の存在下、塩素を用いて、
式（ＩＩ）
（式中、Ｒ及びｎは上記の意味を有する）
のプロパルギル化合物を、ヨウ素及び／又は金属ヨウ化物と反応させることを特徴とする方法を発見した。
ｎは１〜６の整数である）
のヨードプロパルギル化合物の製造方法であって、
塩基の存在下、塩素を用いて、
式（ＩＩ）
のプロパルギル化合物を、ヨウ素及び／又は金属ヨウ化物と反応させることを特徴とする方法を発見した。
Ｒの意味における、好ましい任意選択で置換されていてもよいＣ２〜Ｃ２０−アルケニルは、ビニル、プロペニル、又はブテニルである。
Ｒの意味における、好ましい任意選択で置換されていてもよいＣ６〜Ｃ２０−アリールは、フェニル、トリル、又はナフチルである。
Ｒの意味における、好ましい任意選択で置換されていてもよいＣ３〜Ｃ２０−シクロアルキルは、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、又はシクロヘキシルである。
前述のアルケニル、アリール、及びシクロアルキル基に対する適切な好ましい置換基は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、塩素、臭素、フッ素、メトキシ、エトキシ、ジメチルアミノ、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ヒドロキシ、及びアシルである。
前述のアルキル基に対する適切な好ましい置換基は、塩素、臭素、フッ素、メトキシ、エトキシ、ジメチルアミノ、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ヒドロキシ、アシル、及びフェニルである。
式（Ｉ）の化合物は、Ｃ１〜Ｃ２０−アルキル基の意味において、Ｒが、任意選択で置換されていてもよいＣ７〜Ｃ２０−アルキルアリール、特にベンジル若しくはフェニルエチル、又はＣ１〜Ｃ６−アルキル、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル又はｎ−ブチルなどであり、ｎが１であることが好ましい。特に、Ｒはｎ−ブチルであり、ｎが１であることが好ましい。
本発明の方法は、水及び／又は有機溶媒中で実施することが好ましい。混合物の場合、水と有機溶媒の比は、好ましくは９：１〜１：９であり、特に３：１〜１：３であることが好ましい。
種々の有機溶媒、例えば、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、アルコール類、エーテル類、塩素化炭化水素類、ニトリル類、エステル類、又はケトン類が適している。また、２種以上の溶媒の混合物を用いることもできる。
更に、水は単独で用いることができるが、任意選択で１種以上の有機溶媒、特に脂肪族アルコール類、好ましくはメタノール及び／又はエタノールと組み合わせて用いてもよい。
水と、任意選択で場合によっては有機溶媒を用いる場合、界面活性物質、例えば、非イオン性、アニオン性、両性又はカチオン性乳化剤、例えば、ベタイン類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン脂肪アルコールエーテル類、アルキルアリールポリグリコールエーテル類、アルキルスルホネート類、アルキル硫酸塩、アリールスルホン酸塩、また、アルコールエトキシレート類、特にＣ１０〜Ｃ１８−アルコール類のエトキシレートを一緒に用いることができる。更に、相間移動触媒、例えば、テトラブチルアンモニウム硫酸水素塩、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラオクチルアンモニウムブロミド、テトラオクチルアンモニウムクロリド、メチルトリデシルアンモニウムクロリド、メチルトリオクチルアンモニウムクロリド（Ａｌｉｑｕａｔ ３３６）又はメチルトリブチルアンモニウムクロリドを用いることができる。
適切なヨウ素源は、元素状ヨウ素（Ｉ２）及び／又は金属ヨウ化物、例えば、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、又はその混合物である。これらの化合物は固体として用いてもよく、又は適切な溶媒、特に、メタノール又はエタノールなどのアルコール類及び／又は水に溶解してもよい。
ヨウ素（Ｉ２）の場合、好ましくは、用いる式（ＩＩ）のプロパルギル化合物を基準とし、０．４〜０．７５モル当量、特に０．４５〜０．６モル当量で用いられる。金属ヨウ化物の場合、好ましくは、用いられる式（ＩＩ）のプロパルギル化合物を基準とし、０．８〜１．５モル当量、特に０．９〜１．２モル当量で用いられる。
本明細書においては、反応開始時にヨウ素及び金属ヨウ化物の総量が既に存在していてもよく、又は一部のみが存在し、例えば、連続的又は不連続的に、例えば、一部ずつ、反応の途中で、残りを添加してもよい。
本発明の方法は、塩基の存在下で実施する。適切な塩基は、例えば、アルカリ金属水酸化物、リン酸塩、アルコラート、及び炭酸塩、並びにそれらの混合物である。アルカリ金属水酸化物系において特に適しているものはＮａＯＨ及びＫＯＨであり、炭酸塩系において特に適しているものはＮａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＭｇＣＯ３である。ＮａＯＨ及び／又はＫＯＨの水溶液を用いることが非常に好ましい。塩基は、式（ＩＩ）のプロパルギル化合物を基準にして、１：１〜１０：１のモル比で、好ましくは１：１〜５：１のモル比で用いることが好ましい。
用いられる塩素は、用いられるヨウ素（Ｉ２）又は金属ヨウ化物を基準にして、０．７〜５モル当量で用いられることが好ましく、１〜２モル当量で用いられることが好ましい。
塩素は、反応の際に、気体として反応媒体に導入されることが好ましい。その速度は、本発明の反応が、好ましくは−２０〜＋３０℃、特に−１０〜＋１０℃、特に好ましくは０〜１０℃で実施されるように選択されることが好ましい。
本発明の方法を実施するために、その手順は一般的に、最初に式（ＩＩ）のプロパルギル化合物を溶媒に加え、好ましくは反応温度を調節し、次いで、塩基、及び任意選択により場合によっては更なる添加剤を加え、次いで、固体として、又は適切な溶媒に溶解したヨウ素源を全部又は適切な速度で徐々に測り入れる。次いで、反応温度がなるべく所望の温度を超えないように、塩素を適切な速度で反応媒体中に添加する。反応が完了した時に、反応処理に用いた反応媒体に応じて、式（Ｉ）の化合物を分離することができ、例えば、その反応媒体と混和しない溶媒を用いる抽出法や、ろ過によってその反応媒体から直接分離することができる。有機溶媒と共に水を用いる場合、蒸留により有機溶媒の一部又は全てを除去し、次いで、沈殿した式（Ｉ）の化合物をろ過により分離することも可能である。
必要に応じて、得られた式（Ｉ）の化合物を再結晶してもよい。このためには、メタノール又はエタノールなどの脂肪族アルコール類と水との混合物を用いることが好ましい。
本発明の方法は、希釈形態でのみ用いることができる次亜塩素酸塩などの酸化剤と比較して、相当少ない廃水の量で済む。反応性塩素が三重結合と反応せず、望ましくない副生成物を形成しないことも驚くべきことである。三重結合に塩素が付加した化合物は見つからなかった。
以下の実施例は、本発明の方法を説明するのに役立つが、本発明を限定するものではない。
実施例１
５℃で、４．５ｇのＣ１２〜Ｃ１６−アルコールエトキシレート、１６．９ｇのプロパルギルブチルカルバメート（０．１０７モル）、４０．７ｇのＮａＩ溶液（４０％濃度、０．１０８モル）、及び２５．８ｇのＮａＯＨ溶液（５０％濃度、０．３２２モル）を初期仕込みとして、３３０ｇの水に添加する。次いで、温度が５℃未満を保つようにして、塩素（１０．３ｇ、０．１４５モル）を反応混合物にゆっくりと添加する。添加が完了したら、その混合物をゆっくりと２０℃まで加熱し、この温度で４時間撹拌する。次いで、沈殿した固体をろ過により分離し、水で洗浄し、減圧下で乾燥させる。これにより、２６．１ｇの３−ヨード−２−プロピニルＮ−ブチルカルバメート（純度：９５．４％（ＨＰＬＣ）、ポリヨウ素化化合物：＜０．１％（ＨＰＬＣ）、収率：８３％）が得られる。
５℃で、４．５ｇのＣ１２〜Ｃ１６−アルコールエトキシレート、１６．９ｇのプロパルギルブチルカルバメート（０．１０７モル）、４０．７ｇのＮａＩ溶液（４０％濃度、０．１０８モル）、及び２５．８ｇのＮａＯＨ溶液（５０％濃度、０．３２２モル）を初期仕込みとして、３３０ｇの水に添加する。次いで、温度が５℃未満を保つようにして、塩素（１０．３ｇ、０．１４５モル）を反応混合物にゆっくりと添加する。添加が完了したら、その混合物をゆっくりと２０℃まで加熱し、この温度で４時間撹拌する。次いで、沈殿した固体をろ過により分離し、水で洗浄し、減圧下で乾燥させる。これにより、２６．１ｇの３−ヨード−２−プロピニルＮ−ブチルカルバメート（純度：９５．４％（ＨＰＬＣ）、ポリヨウ素化化合物：＜０．１％（ＨＰＬＣ）、収率：８３％）が得られる。
実施例２
８℃で、１０．１ｇの水酸化ナトリウム（０．２４４モル）及び１９．０ｇのプロパルギルブチルカルバメート（０．１２２モル）を初期仕込みとして、４８ｇのメタノール及び５０ｇの水に添加する。この温度で、１５．５ｇのヨウ素（０．０６１モル）を一部ずつ添加する。次いで、温度が８℃未満を保つようにして、塩素（５．６ｇ、０．０７９モル）を、反応混合物にゆっくりと添加する。計量しての添加が完了したら、その混合物を、この温度で１時間撹拌し、次いで１０５ｇの水を添加する。沈殿した固体をろ過により分離し、水で洗浄し、減圧下で乾燥させる。これにより、２８．５ｇの３−ヨード−２−プロピニルＮ−ブチルカルバメート（純度：９５．０％（ＨＰＬＣ）、ポリヨウ素化化合物：０．３％（ＨＰＬＣ）、収率：７９％）が得られる。
８℃で、１０．１ｇの水酸化ナトリウム（０．２４４モル）及び１９．０ｇのプロパルギルブチルカルバメート（０．１２２モル）を初期仕込みとして、４８ｇのメタノール及び５０ｇの水に添加する。この温度で、１５．５ｇのヨウ素（０．０６１モル）を一部ずつ添加する。次いで、温度が８℃未満を保つようにして、塩素（５．６ｇ、０．０７９モル）を、反応混合物にゆっくりと添加する。計量しての添加が完了したら、その混合物を、この温度で１時間撹拌し、次いで１０５ｇの水を添加する。沈殿した固体をろ過により分離し、水で洗浄し、減圧下で乾燥させる。これにより、２８．５ｇの３−ヨード−２−プロピニルＮ−ブチルカルバメート（純度：９５．０％（ＨＰＬＣ）、ポリヨウ素化化合物：０．３％（ＨＰＬＣ）、収率：７９％）が得られる。
実施例３
５℃で、１９．０ｇのプロパルギルブチルカルバメート（０．１２２モル）、１２．２ｇの水酸化ナトリウム（０．３０５モル）、及び１８．５ｇのヨウ化ナトリウム（０．１２３モル）を初期仕込みとして、５０ｇの水及び４８ｇのメタノールに添加する。次いで、温度が５℃未満を保つようにして、塩素（１１．７ｇ、０．１６５モル）をゆっくりと添加する。計量添加が完了したら、その混合物をこの温度で１時間撹拌し、次いで、ゆっくりと室温まで加熱し、１時間撹拌する。１００ｇの水を添加した後、沈殿した固体をろ過により分離し、水で洗浄し、減圧下で乾燥させる。これにより、２９．１ｇの３−ヨード−２−プロピニルＮ−ブチルカルバメート（純度：９４．７％（ＨＰＬＣ）、ポリヨウ素化化合物：＜０．１％（ＨＰＬＣ）、収率：８０％）を得る。
５℃で、１９．０ｇのプロパルギルブチルカルバメート（０．１２２モル）、１２．２ｇの水酸化ナトリウム（０．３０５モル）、及び１８．５ｇのヨウ化ナトリウム（０．１２３モル）を初期仕込みとして、５０ｇの水及び４８ｇのメタノールに添加する。次いで、温度が５℃未満を保つようにして、塩素（１１．７ｇ、０．１６５モル）をゆっくりと添加する。計量添加が完了したら、その混合物をこの温度で１時間撹拌し、次いで、ゆっくりと室温まで加熱し、１時間撹拌する。１００ｇの水を添加した後、沈殿した固体をろ過により分離し、水で洗浄し、減圧下で乾燥させる。これにより、２９．１ｇの３−ヨード−２−プロピニルＮ−ブチルカルバメート（純度：９４．７％（ＨＰＬＣ）、ポリヨウ素化化合物：＜０．１％（ＨＰＬＣ）、収率：８０％）を得る。
Claims (2)
- 式（Ｉ）
・Ｃ ２ 〜Ｃ ２０ −アルケニル、Ｃ ６ 〜Ｃ ２０ −アリール、又はＣ ３ 〜Ｃ ２０ −シクロアルキルに対して、塩素、臭素、フッ素、メトキシ、エトキシ、ジメチルアミノ、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ヒドロキシ、又はアシル、あるいは
・Ｃ １ 〜Ｃ ２０ −アルキルに対して、塩素、臭素、フッ素、メトキシ、エトキシ、ジメチルアミノ、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ヒドロキシ、アシル又はフェニル
から選択される置換基により置換された、Ｃ１〜Ｃ２０−アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０−アルケニル、Ｃ６〜Ｃ２０−アリール、又はＣ３〜Ｃ２０−シクロアルキルであり、
ｎは１〜６の整数である）
のヨードプロパルギル化合物の製造方法であって、
塩基の存在下で、塩素を用いて、
式（ＩＩ）
のプロパルギル化合物を、ヨウ素及び／又は金属ヨウ化物と反応させることを特徴とする方法。 - 前記反応を、少なくとも１種の有機溶剤を含む水性溶媒中で実施することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
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