JPH05279321A - ペンタエリスリチオールの製造法 - Google Patents

ペンタエリスリチオールの製造法

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JPH05279321A
JPH05279321A JP8021292A JP8021292A JPH05279321A JP H05279321 A JPH05279321 A JP H05279321A JP 8021292 A JP8021292 A JP 8021292A JP 8021292 A JP8021292 A JP 8021292A JP H05279321 A JPH05279321 A JP H05279321A
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JP
Japan
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pentaerythritol
pentaerythrithiol
polar solvent
aprotic polar
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JP8021292A
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English (en)
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Seiichi Kobayashi
誠一 小林
Katsuyoshi Sasagawa
勝好 笹川
Yoshinobu Kanemura
芳信 金村
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 ペンタエリスリチオールの高収率で、かつ、
工業的に有利な製造法を提供する。 【構成】 式(1)のペンタエリスリトールテトラハラ
イドと四硫化二ナトリウムを、非プロトン性極性溶媒中
で加熱反応させ、これをそのまま、あるいは部分脱硫し
た後に、金属粉を用いて還元する。 (式中、Xは塩素または臭素を表わす) 【効果】 ペンタエリスリチオールは、高屈折率プラス
チックレンズ用のモノマーやオレフィン類の重合時の分
子量調節剤などに利用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高屈折率プラスチック
レンズ用のモノマーやオレフィン類の重合時の分子量調
節剤として有用なペンタエリスリチオールの製造法に関
する。本発明により得られるペンタエリスリチオール
は、例えば、架橋剤、エポキシ樹脂硬化剤、加硫剤、重
合調整剤、合成樹脂原料、酸化防止剤、金属錯体生成、
生化学的薬物、潤滑油添加剤等として広範囲な用途を有
する化合物である。
【0002】
【従来の技術】従来、ペンタエリスリチオールの製造法
としては、ペンタエリスリトールテトラブロマイドを、
アルコール中で四硫化二ナトリウムと反応させ、つい
で、金属硫化物触媒で高温高圧水添して得る方法(US
P 2,402,614号)、あるいは、ペンタエリスリトールテ
トラブロマイドを、アルコール中で四硫化二ナトリウム
と反応させ、さらに部分脱硫して2,3,7,8-テトラチア−
5-スピロノナンを得、これを液体アンモニア中で金属ナ
トリウムを作用させて得る方法( Birch還元)〔レキュ
イル・デス・トラバウクス・チミキュース・デス・パイ
ス−バス(Recueildes Travaux Chimiques des Pays-Ba
s)56, 174-80、681-90 (1937) 〕等が知られている。
【0003】しかしながら、これらの製造法では、原料
物質及び中間体のアルコールへの溶解度が低く、デカン
テーションなどの操作が必要となり、工業的に有利な方
法とはいえない。また、この方法で得られる中間体は収
率が低く、54%であり、さらに脱硫を行なうと、収率
は40%以下とさらに低くなってしまう。また、この中
間体からペンタエリスリチオールを得るには、オートク
レーブ中で、2500lbs./sq.in.、150 ℃の高温高圧下で
5時間の水素化反応をおこなうか、あるいは、液体アン
モニア中で金属ナトリウムを作用させなければならず、
どちらも工業的に有利な方法とはいえない。さらに、こ
れらの方法では、原料物質として、かなり高価なペンタ
エリスリトールテトラブロマイドを使用しており、本発
明者らの検討では、より安価なペンタエリスリトールテ
トラクロライドでは反応が十分に進行しなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ペン
タエリスリチオールの高収率で、安価な製造法を提供す
ることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な状況に鑑み、鋭意検討を行なった結果、原料物質とし
てペンタエリスリトールテトラブロマイド、またはペン
タエリスリトールテトラクロライドのいずれを用いた場
合にも、高収率でペンタエリスリチオールの合成が可能
な製造法を見出し本発明に到った。すなわち、本発明
は、一般式(1)(化5)で示されるペンタエリスリト
ールテトラハライドを、非プロトン性極性溶媒中で、四
硫化二ナトリウムと反応させ、次いで、金属粉を用いて
還元するペンタエリスリチオールの製造法に関するもの
である。
【0006】
【化5】 (式中、Xは塩素または臭素を表わす) また、ペンタエリスリトールテトラハライドを、非プロ
トン性極性溶媒中で、四硫化二ナトリウムと反応させた
後、部分脱硫して式(2)(化6)で表される2,3,7,8-
テトラチア−5-スピロノナンを得、これを金属粉を用い
て還元するペンタエリスリチオールの製造法に関するも
のである。
【0007】
【化6】 さらにまた、ペンタエリスリトールテトラハライドを、
非プロトン性極性溶媒中で、四硫化二ナトリウムと加熱
させる一般式(3)(化7)で表されるペンタエリスリ
トール誘導体の製造法、および非プロトン性極性溶媒と
して、N,N−ジメチルホルムアミドを用いるペンタエ
リスリチオールおよびペンタエリスリトール誘導体の製
造法に関するものである。
【0008】
【化7】 (式中、m、nはそれぞれ2〜4の整数を表す) 本発明により、高屈折率プラスチックレンズ用のモノマ
ーやオレフィン類の重合時の分子量調節剤として有用な
ペンタエリスリチオールを容易に、かつ、高収率で製造
することが可能となった。
【0009】本発明で用いる一般式(1)で表されるペ
ンタエリスリトールテトラハライドは、クロル体、ブロ
ム体のいづれも市販されており、容易に入手できる。本
発明で用いる四硫化二ナトリウムは、硫化ナトリウムに
硫黄を反応させるか、あるいは水硫化ナトリウムに硫黄
を反応させて容易に得ることができる。この時の反応溶
媒としては、アルコールを用いることが公知であるが、
本発明においては、次の反応に用いる非プロトン性極性
溶媒を用いることが好ましい。本発明において用いられ
る非プロトン性極性溶媒としては、N,N−ジメチルホ
ルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMS
O)、ヘキサメチルホスホリックトリアミド(HMP
A)、ジメチルイミダゾリジノン(DMI)などが挙げ
られるが、取扱易さや経済性の面からN,N−ジメチル
ホルムアミドが好ましく用いられる。
【0010】本発明のペンタエリスリトール誘導体を製
造する反応は、非プロトン性極性溶媒中で、ペンタエリ
スリトールテトラハライド1モルに対して、四硫化二ナ
トリウム2モル以上、好ましくは2〜3モルを、温度6
0〜150℃、好ましくは、80〜100℃で1〜10
時間加熱することにより行われる。この反応によって得
られるペンタエリスリチオールの中間体は、一般式
(3)で表わされるペンタエリスリトール誘導体であ
り、分子内にジスルフィド基、トリスルフィド基、テト
ラスルフィド基のいずれかを持っている。このペンタエ
リスリトール誘導体は、トルエン、クロロホルム等の有
機溶媒による抽出後、必要に応じて、酸洗浄、水洗等の
一般的手法を施した後、有機溶媒を留去して取り出すこ
とができる。
【0011】本発明のペンタエリスリチオールを得るに
は、式(3)で表されるペンタエリスリトール誘導体を
このまま還元してもよく、さらに部分脱硫して式(2)
で表される2,3,7,8-テトラチア−5-スピロノナンのよう
に分子内にジスルフィド基を二つ持つ形にした後に還元
してもよい。ペンタエリスリトール誘導体を部分脱硫す
る方法としては、トルエンなどの有機溶媒中で金属ナト
リウムと共に加熱する、アルコール中で硫化カリウムと
共に加熱する、あるいは、トルエンなどの有機溶媒中で
銅粉や鉄粉などの金属粉と共に加熱する等の方法があ
る。2,3,7,8-テトラチア−5-スピロノナンを容易に、か
つ、収率よく得るには、トルエンなどの有機溶媒中で銅
粉などの金属粉と共に加熱して、部分脱硫する方法が好
ましい。使用する金属粉は、ペンタエリスリトール誘導
体に対して大過剰に用いる。部分脱硫した中間体、即
ち、2,3,7,8-テトラチア−5-スピロノナンを取り出すに
は、金属硫化物および過剰の金属粉を濾別した後、有機
溶媒を減圧留去する。
【0012】本発明により一般式(3)、または式
(2)で表わされる中間体を還元してペンタエリスリチ
オールを得るには、金属粉を用いた接触還元や、金属粉
と鉱酸を用いた還元法を用いる。接触還元では、金属粉
として遷移金属(白金、パラジウム、ニッケル、スズ、
亜鉛、鉄など)の中から選ばれたものを用いるが、鉱酸
を用いる還元法ではスズ、亜鉛、鉄などが好ましい。こ
の時の反応溶媒は式(3)、または式(2)で表わされ
る中間体の溶解性を考慮して、反応系を均一にするた
め、必要ならば、トルエンなどの有機溶媒にアルコール
を加えてもよい。
【0013】本発明のペンタエリスリチオールは、一般
式(3)の中間体、あるいは、2,3,7,8-テトラチア−5-
スピロノナン1モルを、アルコール中、またはアルコー
ルとトルエン、クロロホルムなどの有機溶媒との混合溶
媒に溶解させ、金属粉2モル以上を加え、鉱酸を金属粉
1モルに対して、2モル以上、好ましくは2〜3モル用
い、反応温度10〜50℃、好ましくは20〜40℃で
還元することによって得られる。こうして生成するペン
タエリスリチオールは、必要により、再結晶、蒸留など
によって精製も可能である。
【0014】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこの実施例によって何等限定される
物ではない。尚、実施例中に示す部は重量部を示す。 実施例1 N,N−ジメチルホルムアミド70部に、水硫化ナトリ
ウム20部(0.25モル)を加温溶解し、これに硫黄
粉12.2部(0.38モル)を加え、80℃で40分
間加熱した。これを40℃以下になるまで冷却した後に
ペンタエリスリトールテトラブロマイド19.4部
(0.05モル)を徐々に加え、80℃で1時間加熱し
た。室温まで冷却した後、クロロホルム200部、水3
00部を加えて抽出し、クロロホルム層を分取した。こ
れを水300部で3回洗浄した後クロロホルムを減圧留
去し、一般式(3)の中間体15.3部を得た。これを
トルエン100部に加熱溶解し、銅粉25部を加え還流
下で1時間脱硫を行なった。室温まで冷却した後に過剰
の銅および沈澱を吸引濾過して、トルエンを減圧留去
し、2,3,7,8-テトラチア−5-スピロノナン7.8部
(0.039モル、収率79モル%)を得た。
【0015】実施例2 2,3,7,8-テトラチア−5-スピロノナン14.6部(0.
74モル)をトルエン100部、エタノール150部に
溶解し、亜鉛粉11.7部を加えた。温度をおよそ30
℃に保ち撹拌を続けながら36%塩酸40部を滴下し
た。水150部を加えてトルエン層に抽出した後、水1
00部で3回洗浄を行ないトルエンを減圧留去して白色
のペンタエリスリチオール14.0部(0.70モル、
収率94モル%)を得た。融点72.5〜73.0℃で
あった。
【0016】実施例3 N,N−ジメチルホルムアミド50部に水硫化ナトリウ
ム12部(0.15モル)を加温溶解し、これに硫黄粉
7、4部(0.23モル)を加え80℃で40分間加熱
した。これを40℃以下になるまで冷却した後にペンタ
エリスリトールテトラクロライド6.5部(0.03モ
ル)を徐々に加え、100℃で4時間加熱した。室温ま
で冷却した後、ベンゼン200部、水200部を加えて
抽出し、さらにこれを水200部で3回洗浄した後ベン
ゼンを途中まで減圧留去した。これにエタノール70部
を加え、さらに亜鉛粉4.9部を加えた。温度をおよそ
30℃に保ち撹拌を続けながら36%塩酸15.2部を
滴下した。水100部を加えてベンゼン層に抽出した
後、水50部で3回洗浄を行ないベンゼンを減圧留去し
てペンタエリスリチオール5.1部(0.025モル、
収率82モル%)を得た。
【0017】比較例1 エタノール100部に水硫化ナトリウム20部(0.5
モル)を加温溶解し、これに硫黄粉12.2部(0.3
8モル)を加え還流下で40分間加熱した。これを40
℃以下になるまで冷却した後にペンタエリスリトールテ
トラブロマイド19.4部(0.05モル)を徐々に加
え、還流下で1時間加熱した。室温まで冷却した後、ク
ロロホルム200部、水300部を加えて抽出し、クロ
ロホルム層を分取した。これを水300部で3回洗浄し
た後クロロホルムを減圧留去し、ペンタエリスリチオー
ルの合成中間体5.4部を得た。これをトルエン50部
に加熱溶解し、銅粉6.0部を加え還流下で1時間脱硫
を行なった。室温まで冷却した後に過剰の銅および沈澱
を吸引濾過して、トルエンを減圧留去し、2,3,7,8-テト
ラチア−5-スピロノナン3.6部(0.018モル、収
率37モル%)を得た。
【0018】比較例2 エタノール80部に水硫化ナトリウム12部(0.15
モル)を加温溶解し、これに硫黄粉7、4部(0.23
モル)を加え還流下で40分間加熱した。これを40℃
以下になるまで冷却した後に、ペンタエリスリトールテ
トラクロライド6.5部(0.03モル)を徐々に加
え、還流下で4時間加熱した。室温まで冷却した後、ク
ロロホルム200部、水200部を加えて抽出し、クロ
ロホルム層を分取した。これを水100部で3回洗浄し
た後クロロホルムを減圧留去した。得られた生成物に
は、原料であるペンタエリスリトールテトラクロライド
がかなり残っていた。
【0019】
【発明の効果】本発明により、高屈折率プラスチックレ
ンズ用のモノマーやオレフィン類の重合時の分子量調節
剤などに利用できるペンタエリスリチオールを、高収率
で、かつ、工業的に有利に製造することが可能になっ
た。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1)(化1)で表されるペンタ
    エリスリトールテトラハライド 【化1】 (式中、Xは塩素または臭素を表わす)を、非プロトン
    性極性溶媒中で、四硫化二ナトリウムと反応させ、次い
    で、金属粉を用いて還元することを特徴とするペンタエ
    リスリチオールの製造法。
  2. 【請求項2】 ペンタエリスリトールテトラハライド
    を、非プロトン性極性溶媒中で、四硫化二ナトリウムと
    反応させた後、部分脱硫して式(2)(化2)で表され
    る化合物を得、 【化2】 これを金属粉を用いて還元することを特徴とする請求項
    1記載のペンタエリスリチオールの製造法。
  3. 【請求項3】 非プロトン性極性溶媒が、N,N−ジメ
    チルホルムアミドである請求項1または2記載のペンタ
    エリスリチオールの製造法。
  4. 【請求項4】 一般式(1)(化3)で表されるペンタ
    エリスリトールテトラハライド 【化3】 (式中、Xは塩素または臭素を表わす)を、非プロトン
    性極性溶媒中で、四硫化二ナトリウムと加熱させること
    を特徴とする一般式(3)(化4)で表されるペンタエ
    リスリトール誘導体の製造法。 【化4】 (式中、m、nはそれぞれ2〜4の整数を表す)
  5. 【請求項5】 非プロトン性極性溶媒が、N,N−ジメ
    チルホルムアミドである請求項4記載のペンタエリスリ
    トール誘導体の製造法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006511569A (ja) * 2002-12-20 2006-04-06 エシロール アテルナジオナール カンパニー ジェネラーレ デ オプティック スピロテトラチオカルバミン酸塩およびスピロオキソチオカルバミン酸塩
WO2020050013A1 (ja) 2018-09-07 2020-03-12 三菱瓦斯化学株式会社 光学材料用組成物及び光学材料

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