JPH1067766A - テトラヒドロフラン誘導体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸加水分解後の反応液から有機溶媒で抽出す
る場合の抽出効率を高める方法を提供する。 【解決手段】 式（１） （式中、Ｒ₁は２−テトラヒドロフリル基、または３−
テトラヒドロフリル基を表し、Ｒ₂は置換されていても
よい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）で表される化
合物に対して０．５モル当量以上、濃度５０％以下の硫
酸水溶液を使用して溶媒の沸点以下で加水分解し、得ら
れた反応液をｐＨ５以下に調整し、必要に応じて硫酸ナ
トリウムまたは硫酸カリウムを添加し、水と分離する有
機溶媒で水層から抽出するテトラヒドロフラン誘導体の
製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は１−テトラヒドロフ
リルメチルニトログアニジン類の製造法に関する。本発
明の方法は農薬（特に殺虫剤）の分野において利用され
る化合物の合成に際して有用である。

【０００２】

【従来の技術】１−テトラヒドロフリルメチルニトログ
アニジン類が農薬（特に殺虫剤）として有用であること
は良く知られている（特開平７−１７９４４８号公
報）。また、三置換−２−ニトロイミノヘキサヒドロ−
１，３，５−トリアジン類を酸で加水分解し二置換ニト
ログアニジンを製造する方法は良く知られている（特開
平３−２９１２６７号公報、特開平４−３３００４９号
公報）。

【０００３】特開平４−３３００４９号公報には、三
置換−２−ニトロイミノヘキサヒドロ−１，３，５−ト
リアジンを水、またはアルコール、エーテル中で無機
酸、または有機酸を使用して加水分解し、二置換ニトロ
グアニジンを製造する方法が記載されている。具体的に
は、メタノール、水混合溶媒中、酢酸で三置換−２−ニ
トロイミノヘキサヒドロ−１，３，５−トリアジンを加
水分解し、得られた目的物を酢酸エチルで抽出する方法
と、メタノール、塩酸水混合溶媒中で加水分解し、反応
終了後、目的物を濾過して単離する方法の２例が実施例
として記載されている。

【０００４】特開平３−２９１２６７号公報には、三
置換−２−ニトロイミノヘキサヒドロ−１，３，５−ト
リアジンを水、酢酸、アルコール、塩素化炭化水素、ケ
トン中で鉱酸、または有機酸を使用して加水分解し、二
置換ニトログアニジンを得る方法が記載されている。具
体的には三置換−２−ニトロイミノヘキサヒドロ−１，
３，５−トリアジンを酢酸−塩酸水、エタノール−硫酸
水、酢酸中で加水分解し、反応終了後に重曹水で中和
し、析出した目的物を濾過で単離している。これらの方
法は、いずれも二置換ニトログアニジンの置換基がピリ
ジン誘導体及びチアゾール誘導体の場合である。

【０００５】特開平７−１７９４４８号公報に三置換−
２−ニトロイミノヘキサヒドロ−１，３，５−トリアジ
ンの置換基がテトラヒドロフリル基の場合の酸で加水分
解する方法が記載されている。酸として、塩酸、硫酸等
の鉱酸類の使用が記載されており、具体的には塩酸水−
エタノール中で加水分解を行った後、反応液を減圧濃縮
し、カラムクロマトグラフィー精製を行っている。

【０００６】

【化３】 （式中、Ｒ₁は２−テトラヒドロフリル基、または３−
テトラヒドロフリル基を表し、Ｒ₂は置換されていても
よい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）

【０００７】

【化４】 （式中、Ｒ₁は前記と同様。）

【０００８】本発明者らが上記式（１）で表される化合
物を酸加水分解して上記式（２）で表される化合物の製
造法を検討した結果、テトラヒドロフリル基を有する式
（２）で表される化合物は水溶解度が高く、且つ、塩化
メチレンや酢酸エチル等の水と分離する有機溶媒に対す
る溶解度が低いため、酸加水分解後に水層から式（２）
で表される化合物を抽出する際に大量の有機溶媒が必要
であり、工業的に実施するには経済的に不利であった。
また、酸加水分解反応液から直接、晶析する方法におい
ても、式（２）で表される化合物の水溶解度が高いた
め、極力、水を除去した後晶析する必要があり、そのた
め、酸加水分解において生成する副生物等の混入を招き
易く、品質的に問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題はテトラヒドロフリル基を有する式（１）で表
される化合物を酸加水分解して式（２）で表される化合
物を製造する方法において、経済性のある、且つ高品質
の式（２）で表される化合物を製造する方法を提供する
ことにある。具体的には、酸加水分解後の反応液から有
機溶媒で抽出する場合の抽出効率を高める方法を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、テトラヒ
ドロフリル基を有する式（１）で表される化合物の酸加
水分解及び反応後の有機溶媒による式（２）で表される
化合物の抽出方法を検討した結果、酸加水分解は酸の
使用量が多い程、使用する酸の濃度が低い程、原料の転
化率が高いこと、酸加水分解反応液からの塩化メチレ
ンによる抽出において、塩化ナトリウムによる塩析効果
より、硫酸ナトリウムまたは硫酸カリウムによる塩析効
果の方が大きく、その結果、塩化メチレン／水の分配係
数が１から６へと向上すること、酸加水分解反応液の
ｐＨがアルカリ側に移行するに従い、塩化メチレンによ
る抽出率が向上することを見出した。その結果、酸とし
て硫酸を使用した場合、上記の全ての項目を満足し、且
つ、塩化メチレン／水の分配係数も１２まで飛躍的に向
上することを見出し、本発明を完成させるに至った。

【００１１】即ち、本発明は式（１）

【化５】 （式中、Ｒ₁は２−テトラヒドロフリル基、または３−
テトラヒドロフリル基を表し、Ｒ₂は置換されていても
よい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）で表される化
合物に対して０．５モル当量以上、濃度５０％以下の硫
酸水溶液を使用して溶媒の沸点以下で加水分解し、式
（２）

【化６】 （式中、Ｒ₁は前記と同様。）で表される化合物を生成
させ、得られた反応液をｐＨ５以下に調整し、必要に応
じて硫酸ナトリウムまたは硫酸カリウムを添加し、水と
分離する有機溶媒で水層から抽出することを特徴とする
式（２）で表される化合物の製造方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の方法において原料として
用いられる式（１）で表される化合物は特開平７−１７
３１５７号公報記載の方法で製造することができる。式
（１）で表される化合物は固体のまま、あるいは、製造
工程を通して得られる硫酸水溶液に不活性及び水と分離
する溶媒の溶液状態として、そのまま使用することがで
きる。

【００１３】本発明の酸加水分解に使用する酸は硫酸で
ある。一般に、式（１）で表される化合物の酸加水分解
は使用する酸が多い程、且つ使用する酸濃度が低いほ
ど、原料の転化率が良く、硫酸の場合も例外ではない。
しかし、酸加水分解後の式（２）で表される化合物を水
層から有機層に抽出する際に、式（２）で表される化合
物は高い水溶解度を有し、且つ有機溶媒への溶解度が低
い性質を有するが故に、水を多量に用いると、抽出時に
大量の溶媒が必要となるため、経済的でない。したがっ
て、式（１）で表される化合物の酸加水分解に使用する
硫酸量は式（１）で表される化合物に対して、０．５当
量以上であれば良いが、通常０．５〜１０当量が好まし
く、更に好ましくは１〜５当量である。使用する酸の濃
度は５０重量％以下であれば反応は転化率良く進行する
が、満足する転化率及び酸加水分解後の抽出効果を高め
る点から５〜２０重量％濃度の硫酸水が好ましい。

【００１４】酸加水分解の反応温度は溶媒の沸点以下で
可能であるが、好ましくは２０〜６０℃である。反応時
間は一般的に０．１〜５０時間であり、通常、１〜２４
時間以内で反応は完結する。

【００１５】酸加水分解後、反応生成液から水と分離す
る有機溶媒で水層から式（２）で表される化合物を抽出
する。そのまま、直接、式（２）で表される化合物を抽
出することもできるが、抽出効率が悪く、大量の有機溶
媒が必要である。そのため、抽出効率を高めるため、反
応液のｐＨを調整し、必要に応じて硫酸ナトリウムまた
は硫酸カリウムを添加した後、有機溶媒で抽出する。

【００１６】抽出溶媒として、水と分離する有機溶媒で
あれば、特に制限はないが、式（２）で表される化合物
に対して比較的溶解度が高いジクロロメタン、クロロホ
ルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン等のハロゲ
ン化炭化水素類や酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル
類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエ
ーテル類が挙げられる。

【００１７】ｐＨがアルカリ側に移行するに従い、前述
で記載した有機溶媒による抽出効率は高くなるが、一方
において、酸加水分解生成物から原料である式（１）で
表される化合物への逆反応も同時に進行するため、ｐＨ
５以下、更に好ましくはｐＨ１から４の範囲で抽出を行
うのが良い。

【００１８】反応液のｐＨ調整に使用する塩基として、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、
炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム
などが使用できる。それらの塩基は固体のまま、あるい
は水溶液の状態で使用しても何ら問題はない。また、そ
れらの塩基を使用することは、ｐＨ調整時に硫酸ナトリ
ウムまたは硫酸カリウムが副生するため、ｐＨ調整と硫
酸ナトリウムまたは硫酸カリウムの添加操作を同時に行
うことができる。

【００１９】硫酸ナトリウムまたは硫酸カリウムの添加
量が多いほど、有機溶媒による抽出効率は高くなる。酸
加水分解反応液の水層に対して、５重量％〜２０重量％
の範囲で添加すれば良い。また、ｐＨ調整時に副生する
硫酸ナトリウムまたは硫酸カリウム量で充分な抽出効率
が得られる場合には、新たに、硫酸ナトリウムまたは硫
酸カリウムを添加する必要はない。

【００２０】以上のような操作を経て、式（２）で表さ
れる化合物の塩化メチレン／水の分配係数は１２まで向
上する。また、式（２）で表される化合物を水層から有
機溶媒で抽出する本方法は、酸加水分解で副生する化合
物を水層に分配させるため、得られた有機層中の固形分
中には９０％以上の純度で式（２）で表される化合物が
含有される。

【００２１】式（１）、式（２）等のニトロイミノ基を
有する化合物は異性体（ｓｙｎ−及びａｎｔｉ−異性
体）並びに互変異性体として存在しうる。テトラヒドロ
フラン環の２位または、３位に不斉炭素が存在し、光学
活性異性体、ラセミ体及び任意の割合の混合物として存
在しうる。この種の全ての異性体及び互変異性体、並び
にその混合物も本発明に使用しうる。式（２）で表され
る化合物を更に晶析すれば純度の高い式（２）で表され
る化合物を製造することができる。

【００２２】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明の
内容を具体的に説明する。 実施例１ ５−イソプロピル−３−メチル−２−ニトロイミノ−１
−（３−テトラヒドロフリル）メチルヘキサヒドロ−
１，３，５−トリアジン１６．６ｇを含有する塩化メチ
レン溶液１６６ｇに１３％硫酸８７．８ｇを加え、３５
℃、８時間、還流状態で攪拌した後、４５％ＮａＯＨ水
溶液でｐＨ３．０に調整した。分離した塩化メチレン層
を分液し、Ｎ−（３−テトラヒドロフリル）メチル−
Ｎ’−メチル−Ｎ”−ニトログアニジン１１．２ｇを含
有する塩化メチレン溶液１６０ｇを得た。（収率 ９
５．３％）

【００２３】実施例２ ５−イソプロピル−３−メチル−２−ニトロイミノ−１
−（３−テトラヒドロフリル）メチルヘキサヒドロ−
１，３，５−トリアジン１６．６ｇを含有する塩化メチ
レン溶液１６６ｇに５％硫酸２２８．３ｇを加え、３５
℃、４時間還流状態で攪拌した後、４５％ＮａＯＨ水溶
液でｐＨ３．０に調整した。分離した塩化メチレン層を
分液し、Ｎ−（３−テトラヒドロフリル）メチル−Ｎ’
−メチル−Ｎ”−ニトログアニジン１０．５ｇを含有す
る塩化メチレン溶液１５８ｇを得た。（収率 ８９．３
％）

【００２４】実施例３ ５−イソプロピル−３−メチル−２−ニトロイミノ−１
−（３−テトラヒドロフリル）メチルヘキサヒドロ−
１，３，５−トリアジン１６．６ｇを含有する塩化メチ
レン溶液１６６ｇに４５％硫酸２５．４ｇを加え、３５
℃、５時間還流状態で攪拌した後、４５％ＮａＯＨ水溶
液でｐＨ３．０に調整した。分離した塩化メチレン層を
分液し、Ｎ−（３−テトラヒドロフリル）メチル−Ｎ’
−メチル−Ｎ”−ニトログアニジン１０．９ｇを含有す
る塩化メチレン溶液１５５ｇを得た。（収率 ９２．７
％）

【００２５】実施例４ ５−イソプロピル−３−メチル−２−ニトロイミノ−１
−（３−テトラヒドロフリル）メチルヘキサヒドロ−
１，３，５−トリアジン１６．６ｇを含有する塩化メチ
レン溶液１６６ｇに１３％硫酸６５．９ｇを加え、３５
℃、８時間還流状態で攪拌した後、４５％ＮａＯＨ水溶
液でｐＨ３．０に調整した。分離した塩化メチレン層を
分液し、Ｎ−（３−テトラヒドロフリル）メチル−Ｎ’
−メチル−Ｎ”−ニトログアニジン１０．１ｇを含有す
る塩化メチレン溶液１６０ｇを得た。（収率 ８５．９
％）

【００２６】実施例５ ５−イソプロピル−３−メチル−２−ニトロイミノ−１
−（３−テトラヒドロフリル）メチルヘキサヒドロ−
１，３，５−トリアジン１６．６ｇを含有する塩化メチ
レン溶液１６６ｇに１３％硫酸８７．８ｇを加え、３５
℃、８時間還流状態で攪拌した後、４５％ＮａＯＨ水溶
液でｐＨ４．５に調整した。分離した塩化メチレン層を
分液し、Ｎ−（３−テトラヒドロフリル）メチル−Ｎ’
−メチル−Ｎ”−ニトログアニジン１１．５ｇを含有す
る塩化メチレン溶液１６３ｇを得た。（収率 ９７．８
％）

【００２７】実施例６ ５−イソプロピル−３−メチル−２−ニトロイミノ−１
−（３−テトラヒドロフリル）メチルヘキサヒドロ−
１，３，５−トリアジン１６．６ｇを含有する塩化メチ
レン溶液１６６ｇに１３％硫酸８７．８ｇを加え、３５
℃、８時間還流状態で攪拌した後、４５％ＮａＯＨ水溶
液でｐＨ１．５に調整した。分離した塩化メチレン層を
分液し、Ｎ−（３−テトラヒドロフリル）メチル−Ｎ’
−メチル−Ｎ”−ニトログアニジン１０．２ｇを含有す
る塩化メチレン溶液１５５ｇを得た。（収率 ８６．７
％）

【００２８】実施例７ ５−イソプロピル−３−メチル−２−ニトロイミノ−１
−（３−テトラヒドロフリル）メチルヘキサヒドロ−
１，３，５−トリアジン１６．６ｇを含有する塩化メチ
レン溶液１６６ｇに１３％硫酸８７．８ｇを加え、３５
℃、８時間還流状態で攪拌した後、４５％ＫＯＨ水溶液
でｐＨ３．０に調整した。分離した塩化メチレン層を分
液し、Ｎ−（３−テトラヒドロフリル）メチル−Ｎ’−
メチル−Ｎ”−ニトログアニジン１１．２ｇを含有する
塩化メチレン溶液１６０ｇを得た。（収率 ９５．３
％）

【００２９】実施例８ ５−イソプロピル−３−メチル−２−ニトロイミノ−１
−（３−テトラヒドロフリル）メチルヘキサヒドロ−
１，３，５−トリアジン１６．６ｇを含有する塩化メチ
レン溶液１６６ｇに１３％硫酸４３．９ｇを加え、３５
℃、８時間還流状態で攪拌した後、４５％ＫＯＨ水溶液
でｐＨ３．０に調整した。分離した塩化メチレン層を分
液し、Ｎ−（３−テトラヒドロフリル）メチル−Ｎ’−
メチル−Ｎ”−ニトログアニジン１０．０ｇを含有する
塩化メチレン溶液１５０ｇを得た。（収率 ８５．０
％）

【００３０】実施例９ ５−エチル−３−メチル−２−ニトロイミノ−１−（３
−テトラヒドロフリル）メチルヘキサヒドロ−１，３，
５−トリアジン１５．８ｇを１３％硫酸８７．８ｇに加
え、３５℃、８時間攪拌した後、４５％ＮａＯＨ水溶液
でｐＨ３．０に調整した。塩化メチレン１５０ｇを加
え、分離した塩化メチレン層を分液し、Ｎ−（３−テト
ラヒドロフリル）メチル−Ｎ’−メチル−Ｎ”−ニトロ
グアニジン１１．１ｇを含有する塩化メチレン溶液１６
０ｇを得た。（収率 ９４．３％）

【００３１】実施例１０ ５−メチル−３−メチル−２−ニトロイミノ−１−（３
−テトラヒドロフリル）メチルヘキサヒドロ−１，３，
５−トリアジン１５．２ｇを含有する塩化メチレン溶液
１６６ｇに１３％硫酸８７．８ｇを加え、３５℃、８
時間還流状態で攪拌した後、４５％ＮａＯＨ水溶液でｐ
Ｈ３．０に調整した。分離した塩化メチレン層を分液
し、Ｎ−（３−テトラヒドロフリル）メチル−Ｎ’−メ
チル−Ｎ”−ニトログアニジン１１．１ｇの塩化メチレ
ン溶液１６０ｇを得た。（収率 ９３．０％）

【００３２】実施例１１ ５−イソプロピル−３−メチル−２−ニトロイミノ−１
−（２−テトラヒドロフリル）メチルヘキサヒドロ−
１，３，５−トリアジン１６．６ｇを含有する塩化メチ
レン溶液１６６ｇに１３％硫酸８７．８ｇを加え、３５
℃、８時間還流状態で攪拌した後、４５％ＫＯＨ水溶液
でｐＨ３．０に調整した。分離した塩化メチレン層を分
液し、Ｎ−（２−テトラヒドロフリル）メチル−Ｎ’−
メチル−Ｎ”−ニトログアニジン１０．９ｇを含有する
塩化メチレン溶液１５５ｇを得た。（収率 ９２．７
％）

【００３３】比較例１ ５−イソプロピル−３−メチル−２−ニトロイミノ−１
−（３−テトラヒドロフリル）メチルヘキサヒドロ−
１，３，５−トリアジン１６．６ｇを含有する塩化メチ
レン溶液１６６ｇに１３％硫酸８７．８ｇを加え、３５
℃、８時間、還流状態で攪拌した後、静置した。分離し
た塩化メチレン層を分液し、Ｎ−（３−テトラヒドロフ
リル）メチル−Ｎ’−メチル−Ｎ”−ニトログアニジン
５．８ｇを含有する塩化メチレン溶液１５４ｇを得た。
（収率 ４９．３％）

【００３４】比較例２ ５−イソプロピル−３−メチル−２−ニトロイミノ−１
−（３−テトラヒドロフリル）メチルヘキサヒドロ−
１，３，５−トリアジン１６．６ｇを含有する塩化メチ
レン溶液１６６ｇに１３％硫酸８７．８ｇを加え、３５
℃、８時間、還流状態で攪拌した後、冷却し、Ｎａ₂Ｓ
Ｏ₄ １５．０ｇを加え、２０℃、１時間攪拌し静置し
た。分離した塩化メチレン層を分液し、Ｎ−（３−テト
ラヒドロフリル）メチル−Ｎ’−メチル−Ｎ”−ニトロ
グアニジン７．５ｇを含有する塩化メチレン溶液１５６
ｇを得た。（収率 ６３．８％））

【００３５】比較例３ ５−イソプロピル−３−メチル−２−ニトロイミノ−１
−（３−テトラヒドロフリル）メチルヘキサヒドロ−
１，３，５−トリアジン１６．６ｇを含有する塩化メチ
レン溶液１６６ｇに１３％硫酸８７．８ｇを加え、３５
℃、８時間、還流状態で攪拌した後、冷却し、塩化ナト
リウム１０．５ｇを加え、２０℃、１時間攪拌し静置し
た。分離した塩化メチレン層を分液し、Ｎ−（３−テト
ラヒドロフリル）メチル−Ｎ’−メチル−Ｎ”−ニトロ
グアニジン６．０ｇを含有する塩化メチレン溶液１５４
ｇを得た。（収率 ５１．０％））

【００３６】参考例１ 実施例１で得られたＮ−（３−テトラヒドロフリル）メ
チル−Ｎ’−メチル−Ｎ”−ニトログアニジン１１．２
ｇを含有する塩化メチレン溶液１６０ｇに酢酸エチル１
０６．３ｇを加え、減圧下、塩化メチレンを除いた後、
０℃まで冷却した。同温度で５時間攪拌した後、得られ
る結晶を濾過、乾燥させ、Ｎ−（３−テトラヒドロフリ
ル）メチル−Ｎ’−メチル−Ｎ”−ニトログアニジン１
０．５ｇ（純度９９．５％）を得た。（晶析収率 ９
３．３％）

【００３７】参考例２ 実施例１で得られたＮ−（３−テトラヒドロフリル）メ
チル−Ｎ’−メチル−Ｎ”−ニトログアニジン１１．２
ｇを含有する塩化メチレン溶液１６０ｇにイソプロピル
アルコ−ル１１０．３ｇを加え、減圧下、塩化メチレン
を除いた後、０℃まで冷却した。同温度で５時間攪拌し
た後、得られる結晶を濾過、乾燥させ、Ｎ−（３−テト
ラヒドロフリル）メチル−Ｎ’−メチル−Ｎ”−ニトロ
グアニジン１０．４ｇ（純度９９．６％）を得た。（晶
析収率 ９２．５％）

【００３８】

【発明の効果】以上、述べたように本発明によれば、農
薬（特に殺虫剤）として有用である１−｛（テトラヒド
ロフリル）メチル｝ニトログアニジン類の酸加水分解液
から効率的に抽出する事が可能となり、１−｛（テトラ
ヒドロフリル）メチル｝ニトログアニジン類の工業的製
造方として優れている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小澤 修二 千葉県茂原市東郷1144番地 三井東圧化学 株式会社内 (72)発明者 海宝 龍夫 福岡県大牟田市浅牟田町30番地 三井東圧 化学株式会社内 (72)発明者 山本 紀之 福岡県大牟田市浅牟田町30番地 三井東圧 化学株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】式（１） 【化１】 （式中、Ｒ₁は２−テトラヒドロフリル基、または３−
   テトラヒドロフリル基を表し、Ｒ₂は置換されていても
   よい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）で表される化
   合物に対して０．５モル当量以上、濃度５０重量％以下
   の硫酸水溶液を使用して溶媒の沸点以下で加水分解し、
   式（２） 【化２】 （式中、Ｒ₁は前記と同様。）で表される化合物を生成
   させ、得られた反応液をｐＨ５以下に調整し、必要に応
   じて硫酸ナトリウムまたは硫酸カリウムを添加し、水と
   分離する有機溶媒で水層から抽出することを特徴とする
   式（２）で表されるテトラヒドロフラン誘導体の製造
   法。