JPH06211837A - 環状含硫黄有機化合物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ４,５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフェ
ン−２−カルボン酸エステルおよび３,３'−ジチオビス
（４,５−ジヒドロチオフェン−２−カルボン酸）ジエ
ステルの安価かつ容易な新規製造方法の提供。 【構成】 ３−オキソテトラヒドロチオフェン−２−カ
ルボン酸エステルを硫化水素および塩化水素と反応させ
て４,５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフェン−２−
カルボン酸エステルを得、これを触媒の存在下に空気酸
化して３,３'−ジチオビス(４,５−ジヒドロチオフェン
−２−カルボン酸)ジエステルを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、除草剤等の農薬の中間
体や、甘味料となるチオフェンサッカリンの原料などと
して有用な含硫黄有機化合物、すなわち、４,５−ジヒ
ドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エス
テルおよびその酸化化合物である３,３'−ジチオビス
(４,５−ジヒドロチオフェン−２−カルボン酸)ジエス
テルの新規製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、３,３'−ジチオビス(４,５−ジヒ
ドロチオフェン−２−カルボン酸)ジエステルの１つで
ある３,３'−ジチオビス(４,５−ジヒドロチオフェン−
２−カルボン酸)ジメチルの製造方法は、すでに、ロッ
セイ(Ｒossey)らによって報告されている。該方法によ
れば、反応式:

【０００３】

【化１】

【０００４】に従い、３−オキソテトラヒドロチオフェ
ン−２−カルボン酸メチルをトシルクロライドと反応さ
せてトシレート体とした後、二硫化ソーダと反応させて
目的である３,３'−ジチオビス(４,５−ジヒドロチオフ
ェン−２−カルボン酸)ジメチルを得ている[ジャーナル
・オブ・オーガニック・ケミストリー(Ｊ．Ｏrg．Ｃhem．,
４５ ６１７(１９８０)]。

【０００５】しかし、この方法は、反応試剤に高価なト
シルクロライドを用いたり、高純度の試剤の入手が困難
な二硫化ソーダを用いるなど、工業的に有利な方法とは
言えない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らはかかる問
題を解決すべく鋭意検討した。その結果、原料として３
−オキソテトラヒドロチオフェン−２−カルボン酸エス
テルを用い、これを硫化水素および塩化水素と反応させ
ることにより容易に４,５−ジヒドロ−３−メルカプト
チオフェン−２−カルボン酸エステルが得られること、
また、得られた４,５−ジヒドロ−３−メルカプトチオ
フェン−２−カルボン酸エステルをルイス酸触媒の存在
下、空気酸化させることにより３,３'−ジチオビス(４,
５−ジヒドロチオフェン−２−カルボン酸)ジエステル
が得られることを見いだし、本発明を完成するに至っ
た。すなわち、本発明は、反応式１:

【０００７】

【化２】

【０００８】で表されるごとく、３−オキソテトラヒド
ロチオフェン−２−カルボン酸エステルを硫化水素およ
び塩化水素と反応させることを特徴とする４,５−ジヒ
ドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エス
テルの製造方法、反応式２:

【０００９】

【化３】

【００１０】で表されるごとく、得られた４,５−ジヒ
ドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エス
テルをルイス酸触媒存在下空気酸化することを特徴とす
る３,３'−ジチオビス(４,５−ジヒドロチオフェン−２
−カルボン酸)ジエステルの製造方法、および反応式１
および２の方法を結合した、反応式３：

【００１１】

【化４】

【００１２】で表される該ジエステルの製造方法を提供
するものである。本発明の方法により得られる４，５−
ジヒドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸
エステルのエステル種としては、例えば、反応式中のＲ
で示される基が炭素数１〜４のアルキル基のものが挙げ
られ、その具体例としては、４,５−ジヒドロ−３−メ
ルカプトチオフェン−２−カルボン酸メチル、４,５−
ジヒドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸
エチル、４,５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフェン
−２−カルボン酸イソプロピル、４,５−ジヒドロ−３
−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸n−プロピ
ル、４,５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフェン−２
−カルボン酸n−ブチル、４,５−ジヒドロ−３−メルカ
プトチオフェン−２−カルボン酸iso−ブチル、４,５−
ジヒドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸
sec−ブチル、４,５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフ
ェン−２−カルボン酸tert−ブチル等がある。

【００１３】反応式１で表される本発明の４,５−ジヒ
ドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エス
テルの製造方法において出発原料となる３−オキソテト
ラヒドロチオフェン−２−カルボン酸エステルは、例え
ば、反応式:

【００１４】

【化５】

【００１５】[式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を
示す]に従って、アクリル酸エステルとチオグリコール
酸エステルから得られる３−チオアジピン酸エステルを
ナトリウムメトキシドで処理することで容易に得ること
ができる[ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー
(Ｊ．Ｏrg．Ｃhem．,４５ ６１７(１９８０); ケミカ
ルＣhem．Ｐep．,４０(５),６３９(１９８６)]。

【００１６】本発明では、３−オキソテトラヒドロチオ
フェン−２−カルボン酸エステルを４,５−ジヒドロ−
３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エステルに
変換するために、すなわち、カルボニル基をチオール基
に変えるために、硫化水素および塩化水素を用いる。硫
化水素および塩化水素の使用量は、原料３−オキソテト
ラヒドロチオフェン−２−カルボン酸エステルに対し、
硫化水素は１倍モル以上、好ましくは１〜１０倍モル、
塩化水素は１倍モル以上、好ましくは１〜５倍モル使用
する。この反応は、炭素数１〜４のアルキル基を有する
アルコール溶媒を用いて行っても良い。その場合、原料
３−オキソテトラヒドロチオフェン−２−カルボン酸エ
ステルのエステル種と同じアルキル基を有するアルコー
ルを用いるとエステル交換反応を起こすことがないため
好適である。反応は、−２０℃〜５０℃の範囲、好まし
くは、０℃〜２０℃の範囲で行うと好結果が得られる場
合が多い。反応温度が−２０℃より低い場合には反応速
度が遅く、また５０℃より高い場合には副生成物が多く
なる。

【００１７】かくして得られる４,５−ジヒドロ−３−
メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エステルは、反
応式２および３に表すごとく、例えば、溶媒を留去した
後、蒸留により単離して、あるいは単離することなく、
得られた４,５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフェン
−２−カルボン酸エステルを含む反応液を引き続き、触
媒の存在下、空気酸化することにより３,３'−ジチオビ
ス(４,５−ジヒドロチオフェン−２−カルボン酸)ジエ
ステルを得ることができる。

【００１８】４,５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフ
ェン−２−カルボン酸エステルから３,３'−ジチオビス
(４,５−ジヒドロチオフェン−２−カルボン酸)ジエス
テルへの変換は、チオール基を酸化し、ジスルフィド体
に変換するだけであるが、出発原料たる４,５−ジヒド
ロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エステ
ルには分子内に酸化され易い硫黄原子および加水分解さ
れ易いエステル基を含んでいるため、その酸化方法には
種々の制約を受ける。実際、４,５−ジヒドロ−３−メ
ルカプトチオフェン−２−カルボン酸エステルを原料と
してヨウ素酸化、または、ジメチルスルホキシドによる
酸化等を試みたが目的物を得ることはできなかった。

【００１９】しかし、ある種の触媒の存在下、空気酸化
することにより高収率で目的の３,３'−ジチオビス(４,
５−ジヒドロチオフェン−２−カルボン酸)ジエステル
が得られることが判明した。反応に用いる触媒として
は、例えば、二塩化鉄、三塩化鉄、塩化亜鉛または塩化
アルミニウム等のルイス酸触媒が挙げられる。その使用
量については出発原料である４,５−ジヒドロ−３−メ
ルカプトチオフェン−２−カルボン酸エステルに対して
０.０１重量％〜２０重量％の範囲、好ましくは、０.１
重量％〜１０重量％の範囲である。使用量が０.０１重
量％より少ない場合には反応が遅く、また、２０重量％
より多くを用いてもそれに見合う効果が得られず経済的
でない。

【００２０】反応式２で表される反応は、４,５−ジヒ
ドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エス
テルを該エステルとおなじアルキル基を有するアルコー
ルまたは酢酸等の溶媒に溶解し、触媒として、例えば、
上記のルイス酸を加えて、空気を系内に吹き込むだけで
容易に３,３'−ジチオビス(４,５−ジヒドロチオフェン
−２−カルボン酸)ジエステルに変換できる。反応温度
は、−１０℃〜８０℃の間でよいが、好ましくは１０℃
〜３０℃の間で行うことが望ましい。−１０℃より低い
場合には反応が遅く、また８０℃より高い場合には、副
反応生成物の量が多くなり得策でない。

【００２１】反応式３で表される反応も、４,５−ジヒ
ドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エス
テルを単離することがない以外は、反応式１および２の
反応について記載したと同様にして行うことができる。

【００２２】本発明の方法で得られた４,５−ジヒドロ
−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エステル
およびその酸化化合物である３,３'−ジチオビス(４,５
−ジヒドロチオフェン−２−カルボン酸)ジエステル
は、公知の方法に従って農薬の中間体や、チオフェンサ
ッカリンの原料として利用できる。

【００２３】

【実施例】以下に実施例および参考例をあげて本発明を
さらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によ
り限定されるものではない。 実施例１ 撹拌機、温度計、冷却器、ガス吹き込み管を備えた５０
０ml４ツ口フラスコ中に、メタノール１８０gを入れ、
３−オキソテトラヒドロチオフェン−２−カルボン酸メ
チル３３.６g(０.２１mol)を溶解させた。そこへ、ガス
吹き込み管より硫化水素ガス１１g(０.３２mol)と塩化
水素ガス１８g(０.４９mol)を、温度０℃〜２０℃にて
３０分間吹き込んだ後、さらに２０℃で３時間撹拌を続
けて反応を完了させた。その後、溶媒のメタノールを留
去し、減圧蒸留することにより、沸点、９７〜９９℃／
４mmＨgの留分として４,５−ジヒドロ−３−メルカプト
チオフェン−２−カルボン酸メチル３１.７g(０.１８mo
l)を得た。３−オキソテトラヒドロチオフェン−２−カ
ルボン酸メチルに対する収率は８６％であった。

【００２４】実施例２ 撹拌機、温度計、冷却器、ガス吹き込み管を備えた１０
０ml４ツ口フラスコ中で、実施例１で得た４,５−ジヒ
ドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸メチ
ル７.９g(０.０４５mol)と三塩化鉄０.５gを酢酸２０g
に懸濁させた。そこへ、２０℃にて空気を１００ml／分
の流量で４時間通気させ、反応を完結した。その後、反
応液を水６０gに添加して結晶を晶析させ、濾過、乾燥
することにより、融点１５０〜１５２℃の３,３'−ジチ
オビス(４,５−ジヒドロチオフェン−２−カルボン酸)
ジメチル７.６g(０.０２２mol)を得た。４,５−ジヒド
ロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸メチル
に対する収率は９８％であった。

【００２５】実施例３ 実施例２において、触媒である三塩化鉄０.５gのかわり
に塩化亜鉛０.５gを用いる以外は実施例２と同様にし
て、３,３'−ジチオビス(４,５−ジヒドロチオフェン−
２−カルボン酸)ジメチル６.０g(０.０１７mol)を得
た。４,５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフェン−２
−カルボン酸メチルに対する収率は７６％であった。

【００２６】実施例４ 実施例２において、触媒である三塩化鉄０.５gのかわり
に塩化アルミニウム０.５gを用いる以外は実施例２と同
様にして、３,３'−ジチオビス(４,５−ジヒドロチオフ
ェン−２−カルボン酸)ジメチル５.７g(０.０１６mol)
を得た。４,５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフェン
−２−カルボン酸メチルに対する収率は７２％であっ
た。

【００２７】参考例 実施例２で得られた３,３'−ジチオビス（４,５−ジヒ
ドロチオフェン−２−カルボン酸）ジメチルを用い、
Ｊ．Ｏrg．Ｃhem．，４５，６１７（１９８０）記載の
方法により、以下の（１）〜（４）の工程を経て、チオ
フェンサッカリンを合成した。

【００２８】（１）３,３'−ジチオビス（チオフェン−
２−カルボン酸）ジメチルの製造 撹拌機、温度計、冷却器、滴下ロートを備えた１００ml
４ツ口フラスコに３,３'−ジチオビス（４,５−ジヒド
ロチオフェン−２−カルボン酸）ジメチル７.0g（０.０
２０mol）を仕込み、塩化メチレン５０mlに溶解させ
た。その溶液に塩化スルフリル５.７g（０.０４２mol）
を５０mlの塩化メチレンに溶解させた溶液を室温下１０
分間かけて滴下した。その後１時間同温度にて撹拌を続
けて反応を完了させた。反応溶液に水を加えた後、０℃
に冷却して、トリエチルアミンを水層のpＨが７〜８に
なるまで添加し、さらに１時間撹拌した。反応液を分液
し、有機層を濃縮することにより３,３'−ジチオビス
（チオフェン−２−カルボン酸）ジメチル６.２g（０.
０１８mol）を得た。

【００２９】（２）３−（クロロスルホニル）チオフェ
ン−２−カルボン酸メチルの製造 撹拌機、温度計、冷却器、ガス吹き込み管を備えた１０
０ml４ツ口フラスコに（１）の方法で得た３,３'−ジチ
オビス（チオフェン−２−カルボン酸）ジメチル７.０g
（０.０２０mol）を仕込み、メタノール４０mlと水１５
mlからなる混合液に溶解させた。この溶液を０℃に冷却
して、塩素ガス８.３g（０.１１７mol）を同温度で１時
間かけて吹き込んだ。２時間撹拌を続けて反応を完了さ
せた。反応液を氷水６０gに加えて析出した結晶を濾過
し、乾燥することにより３−（クロロスルホニル）チオ
フェン−２−カルボン酸メチル８.５g（０.０３５mol）
を得た。

【００３０】（３）３−スルファモイルチオフェン−２
−カルボン酸メチルの製造 （２）で得た３−（クロロスルホニル）チオフェン−２
−カルボン酸メチル７.３g（０.０３mol）を塩化メチレ
ン６０mlに溶解させ、溶液を０℃に冷却し、この溶液に
アンモニアガス１.５３g（０.０９mol）を同温度で１時
間かけて吹き込んだ。その後さらに２時間撹拌を続けて
反応を完結させた。反応液を分液した後、有機層を１０
％塩酸１０gで洗浄し、濃縮して３−スルファモイルチ
オフェン−２−カルボン酸メチル６.０g（０.０２７mo
l）を得た。

【００３１】（４）チオフェンサッカリンの製造 （３）で得た３−スルファモイルチオフェン−２−カル
ボン酸メチル４.５g（０.０２０mol）にメタノール２０
mlと３０％ナトリウムメトキシド−メタノール溶液４.
５gを添加し、還流下７時間加熱を続け反応を完了させ
た。反応液を室温まで冷却した後、３５％塩酸２.８g
（０.０２７mol）を加えた。析出した結晶を濾過した
後、乾燥し、水より再結晶することによりチオフェンサ
ッカリン３.１gを得た。融点は２３０〜２３２℃であっ
た。

【００３２】

【発明の効果】本発明の方法によれば、安価な、また容
易に入手可能な試剤を原料とし、容易に除草剤等の農薬
の中間体として有用な有機硫黄化合物である４,５−ジ
ヒドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エ
ステルおよびその酸化化合物である３,３'−ジチオビス
(４,５−ジヒドロチオフェン−２−カルボン酸)ジエス
テルを製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片桐 敏文 兵庫県加古郡播磨町宮西346番地の１ 住 友精化株式会社第１研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３−オキソテトラヒドロチオフェン−２
   −カルボン酸エステルを、硫化水素および塩化水素と反
   応させることを特徴とする４,５−ジヒドロ−３−メル
   カプトチオフェン−２−カルボン酸エステルの製造方
   法。
2. 【請求項２】 ４,５−ジヒドロ−３−メルカプトチオ
   フェン−２−カルボン酸エステルをルイス酸触媒の存在
   下、空気酸化することを特徴とする３,３'−ジチオビス
   (４,５−ジヒドロチオフェン−２−カルボン酸)ジエス
   テルの製造方法。
3. 【請求項３】 ルイス酸触媒が、三塩化鉄、塩化亜鉛ま
   たは塩化アルミニウムである請求項２記載の製造方法。
4. 【請求項４】 ３−オキソテトラヒドロチオフェン−２
   −カルボン酸エステルを、硫化水素および塩化水素と反
   応させて４,５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフェン
   −２−カルボン酸エステルを得、これをルイス酸触媒の
   存在下、空気酸化することを特徴とする３,３'−ジチオ
   ビス(４,５−ジヒドロチオフェン−２−カルボン酸)ジ
   エステルの製造方法。
5. 【請求項５】 ルイス酸触媒が、三塩化鉄、塩化亜鉛ま
   たは塩化アルミニウムである請求項４記載の製造方法。