JP6085952B2 - ２−オキソプロパンスルトン化合物の製造方法 - Google Patents
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Description
２−オキソプロパンスルトン化合物の製造方法において、エステル化合物を塩基と反応させ、２−オキソプロパンスルトン化合物の金属塩（以下金属塩と略す）として分離した後に、中和することを特徴とする２−オキソプロパンスルトン化合物の製造方法に関する。
スルトン化合物は、ヘテロ環化合物の中間体として幅広く使用されており、その化学特性、産業上の応用性、生化学特性に関して興味をもたれている化合物である。
従来、２−オキソプロパンスルトン化合物の製造方法としては、対応するエステル化合物を塩基で環化させ、中和する方法（特許文献１、２）、シアノヒドリンメシレートを塩基で環化させ、中和する方法（非特許文献１〜３）が知られている。しかし、エステル化合物を塩基と反応させた後に、金属塩として分離した後に中和するという製造方法については何ら開示されていない。
従来、２−オキソプロパンスルトン化合物の製造方法としては、対応するエステル化合物を塩基で環化させ、中和する方法（特許文献１、２）、シアノヒドリンメシレートを塩基で環化させ、中和する方法（非特許文献１〜３）が知られている。しかし、エステル化合物を塩基と反応させた後に、金属塩として分離した後に中和するという製造方法については何ら開示されていない。
Journal of Organic Chemistry, 1997, 62, 7021
Tetrahedron, 1997, 53, 17795
Chemistry A European Journal, 2008, 14, 9620
上記のようにエステル化合物を出発原料とする特許文献１の製造方法では、工程が煩雑で収率が低いという問題があり、特許文献２に記載の製造方法では、水素化ナトリウムを塩基として使用するため、製造過程において爆発の恐れがある水素ガスが大量に発生する問題があった。非特許文献１〜３に記載されている、シアノヒドリンメシレートを出発原料とする製造工程では、原料となるシアノヒドリンメシレートを製造する際に使用するシアノヒドリン化合物から、猛毒の青酸ガスが発生するという問題があった。
本発明は、エステル化合物を出発原料とし、塩基と反応させ、金属塩として分離した後に、中和することで、安全に、かつ高収率で高純度の２−オキソプロパンスルトン化合物を製造する方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、２−オキソプロパンスルトン化合物の製造方法において種々検討した結果、エステル化合物と塩基を反応させた後に、生成した金属塩を金属塩の水溶液もしくは金属塩単独として分離し、分離した金属塩を中和することで、安全に、かつ高収率で高純度の２−オキソプロパンスルトン化合物を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、下記の（１）及び（２）を提供するものである。
（１）一般式（Ｉ）で表されるエステル化合物と、塩基を反応させ、生成する金属塩を分離し、中和することを特徴とする２−オキソプロパンスルトン化合物（ＩＩ）の製造方法。
（１）一般式（Ｉ）で表されるエステル化合物と、塩基を反応させ、生成する金属塩を分離し、中和することを特徴とする２−オキソプロパンスルトン化合物（ＩＩ）の製造方法。
（２）一般式（ＩＩＩ）で表される２−オキソプロパンスルトン化合物のナトリウム塩。
本発明によれば、安全に、かつ高収率で高純度の２−オキソプロパンスルトン化合物を製造できるため、工業的に優れた製法である。
本発明は、一般式（Ｉ）で表されるエステル化合物と、塩基を反応させ、生成する金属塩を分離し、中和することで一般式（ＩＩ）の２−オキソプロパンスルトン化合物を得る方法に関する。
一般式（Ｉ）で表されるエステル化合物において、Ｒ１の具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基等の直鎖のアルキル基、ｉｓｏ−プロピル基，ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等の分枝鎖のアルキル基、シクロプロピル基、シクロブチル基等のシクロアルキル基、フルオロメチル基、クロロメチル基、トリフルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基等の水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアルキル基、ビニル基、２−プロペン−１−イル基、２−ブテンー１−イル基、３−ブテン−１−イル基等の直鎖のアルケニル基、２−プロペン−２−イル基、３−ブテン−２−イル基、２−メチル−１−プロペン−１−イル基、２−メチル−２−プロペン−１−イル基等の分枝鎖のアルケニル基、エチニル基、２−プロピン−１−イル基、２−ブチン−１−イル基、３−ブチン−１−イル基等の直鎖のアルキニル基、３−ブチン−２−イル基等の分枝鎖のアルキニル基、またはフェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、４−ｔｅｒｔ-ブチルフェニル基、２，４，６−トリメチルフェニル基、２−フルオロフェニル基、３−フルオロフェニル基、４−フルオロフェニル基、２，４−ジフルオロフェニル基、２，６−ジフルオロフェニル基、３，４−ジフルオロフェニル基、２，４，６−トリフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、２−トリフルオロメチル基、４−トリフルオロメチルフェニル基等のアリール基が好適に挙げられ、中でも、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ビニル基、２−プロペン−１−イル基、エチニル基、２−プロピン−１−イル基、２−ブチン−１−イル基、フェニル基、４−メチルフェニル基、または４−フルオロフェニル基が好ましく、メチル基、エチル基、またはｎ−プロピル基が更に好ましい。Ｒ２〜Ｒ４の具体例としては、水素原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基等の直鎖のアルキル基、ｉｓｏ−プロピル基，ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等の分枝鎖のアルキル基、シクロプロピル基、シクロブチル基等のシクロアルキル基、フルオロメチル基、クロロメチル基、トリフルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基等の水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアルキル基、ビニル基、２−プロペン−１−イル基、２−ブテンー１−イル基、３−ブテン−１−イル基等の直鎖のアルケニル基、２−プロペン−２−イル基、３−ブテン−２−イル基、２−メチル−１−プロペン−１−イル基、２−メチル−２−プロペン−１−イル基等の分枝鎖のアルケニル基、エチニル基、２−プロピン−１−イル基、２−ブチン−１−イル基、３−ブチン−１−イル基等の直鎖のアルキニル基、３−ブチン−２−イル基等の分枝鎖のアルキニル基、またはフェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、４−ｔｅｒｔ-ブチルフェニル基、２，４，６−トリメチルフェニル基、２−フルオロフェニル基、３−フルオロフェニル基、４−フルオロフェニル基、２，４−ジフルオロフェニル基、２，６−ジフルオロフェニル基、３，４−ジフルオロフェニル基、２，４，６−トリフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、２−トリフルオロメチル基、４−トリフルオロメチルフェニル基等のアリール基が好適に挙げられ、中でも、水素原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ビニル基、２−プロペン−１−イル基、エチニル基、２−プロピン−１−イル基、２−ブチン−１−イル基、フェニル基、４−メチルフェニル基、または４−フルオロフェニル基がより好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、またはフェニル基が更に好ましい。
上記エステル化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられる。
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート、エチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート、メチル ２−（（エタンスルホニル）オキシ）−２−メチルプロパノエート、メチル ２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート、メチル ２−（（ベンゼンスルホニル）オキシ）−２−メチルプロパノエート等が好適に挙げられる。
一般式（ＩＩ）で表される２−オキソプロパンスルトン化合物において、Ｒ２〜Ｒ４の具体例としては一般式（Ｉ）の場合と同義である、
一般式（ＩＩ）の化合物で表される２−オキソプロパンスルトン化合物としては、以下の化合物が挙げられる。
一般式（ＩＩ）の化合物で表される２−オキソプロパンスルトン化合物としては、以下の化合物が挙げられる。
５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシド、３，５，５−トリメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシド、５−メチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシド、５，５−ジメチル−３−フェニル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシド等が好適に挙げられる。
上記塩基としては、金属アルコキシドが使用され、好ましくはカリウムアルコキシド、ナトリウムアルコキシドが使用される。カリウムアルコキシド、ナトリウムアルコキシドは単独で使用してもよく、２種類を混合しても用いることも出来る。ナトリウムアルコキシド及びカリウムアルコキシドの具体例としては、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムｎ−プロポキシド、ナトリウムｉｓｏ−プロポキシド、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムｎ−プロポキシド、カリウムｉｓｏ−プロポキシド、またはカリウムｔｅｒｔ−ブトキシド等が好適に挙げられ、これらの中でもナトリウムｉｓｏ−プロポキシド、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、カリウムｉｓｏ−プロポキシド、及びカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドから選ばれる１種以上が好ましく、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシドがより好ましく、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシドが更に好ましい。
上記理由としては、１級アルコールのアルコキシドは、求核剤として作用し副反応を起こすため収率がするが、３級アルコールのアルコキシドであるナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシドやカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドは嵩高く、求核剤として作用せず収率が低下しないためである。
上記、金属アルコキシドの使用量としては、下限は、モル数の合計が一般式（Ｉ）で表されるエステル化合物に対して化学量論量で０．７モル以上であることが好ましく、０．８モル以上であることが更に好ましく、０．９モル以上であることが特に好ましい。０．７モル未満では反応が十分に進行せず、収率が低下するためである。上限としては、２モル以下であることが好ましく、１．５モル以下であることがより好ましく、１．３モル以下であることが更に好ましい。２モルより多いと副反応が進行し、収率が低下するためである。
本発明では、溶媒の存在下、非存在下でも反応することができるが、攪拌性を向上させるためには、溶媒の存在下で反応させることが好ましい。具体的な溶媒としては、メタノール、エタノール等のアルコール系溶媒、ベンゼン、トルエン等の芳香族系溶媒、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホン系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒を用いることができる。これらの溶媒の中でも、スルホン系溶媒、アミド系溶媒、エーテル系、またはエステル系溶媒が好ましく、エーテル系溶媒、エステル系溶媒が更に好ましい。溶媒の使用量において上限としては、一般式（Ｉ）で表されるエステル化合物１質量部に対して２０質量部以下が好ましく、１０質量部以下がより好ましく、５質量部以下が更に好ましい。下限としては、２質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましい。
上記エステル化合物と塩基を反応させた後に、生成した金属塩を分離する方法として、（１）金属塩を水溶液として分離する方法と（２）金属塩を濾過し金属塩単独として分離する方法が挙げられる。
上記、（１）金属塩を水溶液として分離する方法とは、上記エステル化合物と塩基を反応させた後の反応液に水を添加し、必要に応じて有機溶媒を添加、分液することで、水層を分取する方法である。有機溶媒としては、反応溶媒として使用する溶媒以外で、ヘキサン、ヘプタン等の炭化水素系溶媒、ベンゼン、トルエン等の芳香族系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒が挙げられ、１種又は２種以上を混合して用いることが出来る。これらの有機溶媒の中でも、分液性が良くなるため、ヘキサンやヘプタン等の炭化水素系溶媒がより好ましい。
上記、水の使用量としては、下限として、一般式（Ｉ）で表されるエステル化合物１質量部に対して１．３質量部以上が好ましく、１．５質量部以上がより好ましい。反応で生成する塩の水への溶解度の観点から、２質量部以上が更に好ましい。上限としては、一般式（Ｉ）で表されるエステル化合物１質量部に対して５質量部以下が好ましく、４質量部以下がより好ましく、３質量部以下が特に好ましい。
上記有機溶媒の使用量としては、下限として、一般式（Ｉ）で表されるエステル化合物１質量部に対して０．５質量部以上が好ましく、１質量部以上がより好ましいく、分液性の観点から、２質量部以上が更に好ましい。上限としては、一般式（Ｉ）で表されるエステル化合物１質量部に対して５質量部以下が好ましく、４質量部以下がより好ましく、３．０質量部以下が特に好ましい。
上記、（２）金属塩を濾過して金属塩単独で分離する方法は、上記エステル化合物と塩基を反応させた後に生成する金属塩を濾過する方法である。濾過時に有機溶媒を用いて、金属塩を洗浄してもよい。洗浄に使用する有機溶媒としては、反応溶媒に使用する溶媒を用いてもよく、反応溶媒以外の有機溶媒を用いても良い。反応溶媒以外の有機溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン等の炭化水素系溶媒、ベンゼン、トルエン等の芳香族系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒が挙げられ、１種又は２種以上を混合して用いることが出来る。これらの有機溶媒の中でも、不純物の除去効果が高いため、酢酸エチルがより好ましい。
上記、洗浄に使用する有機溶媒の使用量としては、下限として、一般式（Ｉ）で表されるエステル化合物１質量部に対して０．１質量部以上が好ましく、０．３質量部以上がより好ましい。不純物の除去の観点から、０．５質量部以上が更に好ましい。上限としては、一般式（Ｉ）で表されるエステル化合物１質量部に対して５質量部以下が好ましく、３質量部以下がより好ましく、２質量部以下が更に好ましい。
上記、一般式（Ｉ）で表されるエステル化合物と塩基との反応において、反応温度の上限としては、５０℃以下が好ましく、３０℃以下がより好ましく、２０℃以下が特に好ましい。反応温度が５０℃より高い場合、副反応が進行しやすくなるためである。下限としては、０℃以上が好ましく、５℃以上がより好ましく、１０℃以上が特に好ましい。反応温度が０℃より低い場合、反応速度が大幅に低下するためである。
上記反応において、最初に反応容器に溶媒と塩基を添加し、攪拌しながら一般式（Ｉ）で表されるエステル化合物を添加すると、反応温度を制御しやすく、副反応も抑制できるため好ましい。
上記の方法で分離した金属塩は、酸を用いた一般的な中和方法により、２−オキソプロパンスルトン化合物へと変換できる。具体的な酸としては、酢酸、メタンスルホン酸等の有機酸の他に塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸が挙げられるが、酢酸、塩酸が好適に挙げられ、中でも塩酸が好ましい。
上記の中和方法により取得した２−オキソプロパンスルトン化合物は、一般の精製法である、シリカゲルカラムや蒸留、晶析により更に純度を向上させることができる。
また、本発明の反応は、窒素やアルゴンのような不活性ガス雰囲気下で行う。
一般式（ＩＩＩ）で表される２−オキソプロパンスルトン化合物のナトリウム塩。
一般式（ＩＩＩ）の化合物で表される２−オキソプロパンスルトン化合物のナトリウム塩としては、以下の化合物が挙げられる。
５，５−ジメチル−５Ｈ−１，２−オキサチオール−４−オレート ２，２−ジオキシド ナトリウム塩、３，５，５−トリメチル−５Ｈ−１，２−オキサチオール−４−オレート ２，２−ジオキシド ナトリウム塩、５−メチル−５Ｈ−１，２−オキサチオール−４−オレート ２，２−ジオキシド ナトリウム塩、５，５−ジメチル−３−フェニル−５Ｈ−１，２−オキサチオール−４−オレート ２，２−ジオキシド ナトリウム塩等が好適に挙げられる。
〔実施例１〕５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの合成
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５１ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド４．９ｇ（０．０５１ｍｏｌ）、テトラヒドロフラン４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、水２５ｇ、ヘキサン２５ｇを添加し、１５分ほど攪拌した後、分液操作により、水層を取得した。分取した水層に酢酸エチル２５ｇを加え、塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣６．４ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９４％であり、収率は７２％であった。
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５１ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド４．９ｇ（０．０５１ｍｏｌ）、テトラヒドロフラン４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、水２５ｇ、ヘキサン２５ｇを添加し、１５分ほど攪拌した後、分液操作により、水層を取得した。分取した水層に酢酸エチル２５ｇを加え、塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣６．４ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９４％であり、収率は７２％であった。
〔実施例２〕５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの合成
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５１ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド４．９ｇ（０．０５１ｍｏｌ）、テトラヒドロフラン４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、生じた金属塩を濾別し、酢酸エチル１０．０ｇを用い、金属塩を洗浄した。濾別した金属塩に、水２５ｇ、酢酸エチル２５ｇを加え、さらに塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣６．４ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９７％、収率は７４％であった。
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５１ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド４．９ｇ（０．０５１ｍｏｌ）、テトラヒドロフラン４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、生じた金属塩を濾別し、酢酸エチル１０．０ｇを用い、金属塩を洗浄した。濾別した金属塩に、水２５ｇ、酢酸エチル２５ｇを加え、さらに塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣６．４ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９７％、収率は７４％であった。
〔実施例３〕５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの合成
エチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０４８ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド４．６ｇ（０．０４８ｍｏｌ）、テトラヒドロフラン４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、水２５ｇ、ヘキサン２５ｇを添加し、１５分ほど攪拌した後、分液操作により、水層を取得した。分取した水層に酢酸エチル２５ｇを加え、塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣５．８ｇを得た。濃濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９４％、収率は７０％であった。
エチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０４８ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド４．６ｇ（０．０４８ｍｏｌ）、テトラヒドロフラン４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、水２５ｇ、ヘキサン２５ｇを添加し、１５分ほど攪拌した後、分液操作により、水層を取得した。分取した水層に酢酸エチル２５ｇを加え、塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣５．８ｇを得た。濃濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９４％、収率は７０％であった。
〔実施例４〕５−メチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの合成
メチル ２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５５ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド５．３ｇ（０．０５５ｍｏｌ）、テトラヒドロフラン４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、水２５ｇ、ヘキサン２５ｇを添加し、１５分ほど攪拌した後、分液操作により、水層を取得した。分取した水層に酢酸エチル２５ｇを加え、塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣５．１ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５−メチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９３％、収率は５８％であった。
メチル ２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５５ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド５．３ｇ（０．０５５ｍｏｌ）、テトラヒドロフラン４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、水２５ｇ、ヘキサン２５ｇを添加し、１５分ほど攪拌した後、分液操作により、水層を取得した。分取した水層に酢酸エチル２５ｇを加え、塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣５．１ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５−メチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９３％、収率は５８％であった。
〔実施例５〕５−メチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの合成
メチル ２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５５ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド５．３ｇ（０．０５５ｍｏｌ）、テトラヒドロフラン４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、生じた金属塩を濾別し、酢酸エチル１０．０ｇを用い、金属塩を洗浄した。濾別した金属塩に、水２５ｇ、酢酸エチル２５ｇを加え、さらに塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣５．２ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５−メチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９７％、収率は６１％であった。
メチル ２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５５ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド５．３ｇ（０．０５５ｍｏｌ）、テトラヒドロフラン４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、生じた金属塩を濾別し、酢酸エチル１０．０ｇを用い、金属塩を洗浄した。濾別した金属塩に、水２５ｇ、酢酸エチル２５ｇを加え、さらに塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣５．２ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５−メチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９７％、収率は６１％であった。
〔実施例６〕５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの合成
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５１ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド４．９ｇ（０．０５１ｍｏｌ）、酢酸エチル４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、水３５ｇを添加し、１５分ほど攪拌した後、分液操作により、水層を取得した。分取した水層に酢酸エチル２５ｇを加え、塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣６．７ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９３％、収率は７４％であった。
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５１ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド４．９ｇ（０．０５１ｍｏｌ）、酢酸エチル４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、水３５ｇを添加し、１５分ほど攪拌した後、分液操作により、水層を取得した。分取した水層に酢酸エチル２５ｇを加え、塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣６．７ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９３％、収率は７４％であった。
〔実施例６７〕５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの合成
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５１ｍｏｌ）を、ナトリウムｔ−ブトキシド４．９ｇ（０．０５１ｍｏｌ）、酢酸エチル４０．０ｇの混合溶液に２５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、生じた金属塩を濾別し、酢酸エチル１０．０ｇを用い、金属塩を洗浄した。分取した金属塩に水２５ｇ、酢酸エチル２５ｇを加え、さらに塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣６．４ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９８％、収率は７５％であった。
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５１ｍｏｌ）を、ナトリウムｔ−ブトキシド４．９ｇ（０．０５１ｍｏｌ）、酢酸エチル４０．０ｇの混合溶液に２５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、生じた金属塩を濾別し、酢酸エチル１０．０ｇを用い、金属塩を洗浄した。分取した金属塩に水２５ｇ、酢酸エチル２５ｇを加え、さらに塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣６．４ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９８％、収率は７５％であった。
〔実施例８〕５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの合成
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５１ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド６．３ｇ（０．０６６ｍｏｌ）、酢酸エチル４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後生じた金属塩を濾別し、酢酸エチル１０．０ｇを用い、金属塩を洗浄した。分取した金属塩に水２５ｇ、酢酸エチル２５ｇを加え、さらに塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣６．０ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９７％、収率は７０％であった。
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５１ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド６．３ｇ（０．０６６ｍｏｌ）、酢酸エチル４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後生じた金属塩を濾別し、酢酸エチル１０．０ｇを用い、金属塩を洗浄した。分取した金属塩に水２５ｇ、酢酸エチル２５ｇを加え、さらに塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣６．０ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９７％、収率は７０％であった。
〔実施例９〕５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの合成
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５１ｍｏｌ）を、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド５．７ｇ（０．０５１ｍｏｌ）、酢酸エチル４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、水３５ｇを添加し、１５分ほど攪拌した後、分液操作により、水層を取得した。分取した水層に酢酸エチル２５ｇを加え、塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣６．５ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９２％、収率は７１％であった。
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５１ｍｏｌ）を、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド５．７ｇ（０．０５１ｍｏｌ）、酢酸エチル４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、水３５ｇを添加し、１５分ほど攪拌した後、分液操作により、水層を取得した。分取した水層に酢酸エチル２５ｇを加え、塩酸を加えてｐＨ４とした後、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣６．５ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は９２％、収率は７１％であった。
〔比較例１〕５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの合成
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５１ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド４．９ｇ（０．０５１ｍｏｌ）、テトラヒドロフラン４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、塩酸を加えてｐＨ４とした後、酢酸エチル２５ｇを加え、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣６．４ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は８１％、収率は６２％であった。
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート１０．０ｇ（０．０５１ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド４．９ｇ（０．０５１ｍｏｌ）、テトラヒドロフラン４０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、塩酸を加えてｐＨ４とした後、酢酸エチル２５ｇを加え、有機層を分取、減圧濃縮し、濃縮残渣６．４ｇを得た。濃縮残渣を高速液体クロマトグラフで分析した結果、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドの純度は８１％、収率は６２％であった。
〔実施例１０〕５，５−ジメチル−５Ｈ−１，２−オキサチオール−４−オレート ２，２−ジオキシド ナトリウム塩の合成
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート５．０ｇ（０．０２５ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド２．４ｇ（０．０２５ｍｏｌ）、酢酸エチル２０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、生じた金属塩を濾別し、酢酸エチル１０．０ｇを用い、金属塩を洗浄した。得られた、金属塩を減圧乾燥し、５，５−ジメチル−５Ｈ−１，２−オキサチオール−４−オレート ２，２−ジオキシド ナトリウム塩４．３ｇを得た（収率９０％）。得られた５，５−ジメチル−５Ｈ−１，２−オキサチオール−４−オレート ２，２−ジオキシド ナトリウム塩について、１Ｈ−ＮＭＲの測定を行い、その構造を確認した。
結果を以下に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝４．１２（ｓ，１Ｈ），１．２９（ｓ，６Ｈ）
メチル ２−メチル−２−（（メタンスルホニル）オキシ）プロパノエート５．０ｇ（０．０２５ｍｏｌ）を、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド２．４ｇ（０．０２５ｍｏｌ）、酢酸エチル２０．０ｇの混合溶液に１５℃で５分かけて滴下し、さらに３０分ほど同温度で攪拌した。原料の消失をＧＣにて確認した後、生じた金属塩を濾別し、酢酸エチル１０．０ｇを用い、金属塩を洗浄した。得られた、金属塩を減圧乾燥し、５，５−ジメチル−５Ｈ−１，２−オキサチオール−４−オレート ２，２−ジオキシド ナトリウム塩４．３ｇを得た（収率９０％）。得られた５，５−ジメチル−５Ｈ−１，２−オキサチオール−４−オレート ２，２−ジオキシド ナトリウム塩について、１Ｈ−ＮＭＲの測定を行い、その構造を確認した。
結果を以下に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝４．１２（ｓ，１Ｈ），１．２９（ｓ，６Ｈ）
本発明によれば、エステル化合物を出発原料とし、塩基と反応させ、塩として分離した後に、中和することで、安全に、かつ高収率で２−オキソプロパンスルトン化合物を製造することが出来る
Claims (5)
- 一般式（Ｉ）で表されるエステル化合物と、３級アルコールのアルコキシドである塩基をエーテル系溶媒中またはエステル系溶媒中で反応させ、生成する２−オキソプロパンスルトン化合物の金属塩を下記（１）または（２）に記載の方法にて分離し、中和することを特徴とする２−オキソプロパンスルトン化合物（ＩＩ）の製造方法。
（１）前記エステル化合物（Ｉ）と前記塩基を反応させた後の反応液に水を添加し、必要に応じて有機溶媒を添加、分液することで、水層を分取する方法。
（２）前記エステル化合物（Ｉ）と塩基を反応させた後に生成する金属塩を濾過する方法。
- 前記製造方法において、前記２−オキソプロパンスルトン化合物の金属塩を生成する工程の反応温度が５℃以上３０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の２−オキソプロパンスルトン化合物（ＩＩ）の製造方法。
- 前記エーテル系溶媒またはエステル系溶媒の使用量が、一般式（Ｉ）で表されるエステル化合物１質量部に対して２質量部以上２０質量部以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の２−オキソプロパンスルトン化合物（ＩＩ）の製造方法。
- 前記一般式（ＩＩ）のＲ ２ 〜Ｒ ４ は独立に水素原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、またはフェニル基である請求項１〜３のいずれか１項に記載の２−オキソプロパンスルトン化合物（ＩＩ）の製造方法。
- 前記一般式（ＩＩ）で表される化合物が、５，５−ジメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシド、３，５，５−トリメチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシド、５−メチル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシド、又は５，５−ジメチル−３−フェニル−１，２−オキサチオラン−４−オン ２，２−ジオキシドのいずれかである請求項１〜４のいずれか１項に記載の２−オキソプロパンスルトン化合物（ＩＩ）の製造方法。
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