JPS5929585B2 - スルホニル尿素の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 いくつかのスルホニル尿素の合成法、すなわちスルホニ
ルイソシアネートとアミンとの反応、スルホン酸アミド
とシアン酸、尿素又は置換尿素との、ニトロ尿素、ウレ
タン、カルバモイルクロリドとの、イソシアン一又はイ
ソチオシアン酸エステルとの、酸アジドとのまた酸アミ
ドハロゲニドとの反応、更に水、硫化水素、アルコール
又はアミンのスルホニルシアナミドへの付加、スルホニ
ル擬尿素の加水分解、スルホニルウレタンとアミンとの
反応、及びスルホニルチオウレタンの脱硫等はすでに公
知である。

これらの公知方法はクルツア一（Ｆ．Ｋｕｒｚｅｒ）に
より［ケミカル レビユーズ」（ＣｈｅｍｉｃａｌＲｅ
ｖｉｅｗｓ）第５０巻（１９５０年）、第１〜４６頁に
詳述されている。

本発明はアリーレンービスースルホニル尿素のアルカリ
塩の製法及び相応する遊離スルホニル尿素への変換法に
関する。

尿素基が脂肪族基又は脂環式基によつて互いに結合され
ているビス−スルホニル尿素は、米国特許第２９６２５
３０号明細書によればスルホニルイソシアネート、スル
ホニルカルバミン酸クロリド、スルホニルカルバミン酸
エステル、スルホニル尿素、スルホニルアシル尿素又は
置換二トロ尿素とジアミンとの反応によつて得ることが
できる。

更に前記の米国特許明細書によれば、ビス−スルホニル
尿素を酸アミドとジイソシアネート又は相応する反応性
化合物例えば尿素、ニトロ尿素、ビスーカルバミン酸エ
ステル、ビス−カルボン酸アジド又はビス−カルボン酸
テミド一Ｎ−ＮＬハロゲニドとから合成することも公知
である。更に該米国明細書にはスルホン酸クロリドとビ
ス−イソ尿素アルキルエーテルとからの合成可能性も示
唆されている。ビス−スルホニル尿素の工業的合成に関
しては※※従来、スルホニルジイソシアネートとスルホ
ン酸アミドとからの合成が考慮されて来たにすぎず、他
の合成法はその僅少な選択性の故にまた出発物質の操作
困難性の故に工業的に利用されていない。

しかしスルホニル尿素は比較的高価な化合物であること
から、一層容易に操作できまた廉価である化合物から出
発してビス−スルホニル尿素を製造する新しい方法を得
ることが要望されて来た。この場合容易に得られるジカ
ルボン酸アミド−Ｎ・Ｎ４−ジクロリドが出発物質とし
て提案される。しかしジカルボン酸ジアミド−Ｎ−Ｎ′
−ジクロリドを米国特許第２９６２５３０号明細書に記
載された方法でプロトン受容体の存在において不活性溶
剤例えばベンゾール、アセトン又はジオキサン中で反応
させた場合、スルホニル尿素は得られない。独自の実験
によれば、二極性反応媒体例えばジメチルホルムアミド
、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−ピロリドン、ジ
メチルスルホキシド、スルホラン又はテトラメチレン尿
素を使用した場合にも、１０〜４０℃では反応は全く認
められないか又は僅少にすぎず、これより高い温度では
種々の発熱性の酸化還元工程が進行し、これはジカルボ
ン酸ジアミド及び、反応媒体との関連において種々の酸
化生成物を生ぜしめる。モノカルボン酸アミド−Ｎ−ハ
ロゲンとスルホン酸アミドとからモノ−スルホニル尿素
を製造する英国特許第６０４２５９号明細書の実施例１
３に記載されている処理法（これによれば水性反応媒体
が使用されている）を利用した場合にも、ビス−スルホ
ニル尿素の相応する合成は達成されない。

すなわち予想外にも芳香族ジカルボン酸のＮ・Ｎ４−ジ
クロルアミドは、スルホンアミドをアルカリ塩として陰
イオンの形で使用した場合、水性アルカリ環境ではスル
ホニル尿素に反応されない。むしろこの条件下にあつて
はＮ−Ｎ′−ジクロルアミドから中間的に生じたイソシ
アネートが未反応のＮ−Ｎ′−ジクロルアミドと、アシ
ル尿素化合物を形成しながら次の反応式１に基づき反応
する：驚くべきことには特殊な溶剤混合物を使用した場
合、芳香族ジカルボン酸のＮ−ハロゲンアミドも効果的
に反応して相応するビス−スルホニル尿素を生じること
が判明した。本発明の対象は、一般式： 〔式中Ｒ′はアミノ基、炭素原子数１〜２０の分枝又は
非分枝の飽和又は不飽和脂肪族基、炭素原子数４〜１０
の置換又は非置換の脂環式基、置換又は非置換の芳香族
基、アルキル芳香族基又は複素環式基を表わし、Ａｒは
置換又は非置換の芳香族基を表わし、Ｍｅ＋はナトリウ
ムイオン又はカリウムイオンを表わす〕のアリーレンー
ビスースルホニル尿素のアルカリ塩の製法であり、該方
法は一般式：〔式中Ａｒは前記のものを表わす〕のジカ
ルボン酸−Ｎ−Ｎ７−ジクロルアミド及び一般式：Ｒ７
−ＳＯ２−ＮＨ２〔式中Ｒ″は前記のものを表わす〕の
スルホン酸アミドを、過剰のアルカリ水酸化物の存在で
１０〜５０℃の温度においてジメチルホルムアミド及び
水から成る混合物中で反応させることによつて特徴づけ
られる。

本発明においてジメチルホルムアミドと水とから成る混
合物を使用した場合、Ｎ−ＮＬジクロルアミドから生じ
る芳香族ジイソシアネートは次式２によりビス−スルホ
ニル尿素に反応される：ナフチル−スルホンアミド及び
シクロヘキシル−スルホンアミドである。

本発明により使用可能の反応媒体の組成は、ジメチルホ
ルムアミド／水混合物中におけるアルカリ水酸化物の可
溶性によつて、ジメチルホルムアミド沖におけるスルホ
ンアミド塩の可溶性によつてまたスルホンアミドの塩基
度によつて定められる。

水の量はアルカリ水酸化物が出来るだけ完全に反応媒体
に溶解するように規定する。更に水の量は、その限界を
越えると反応がスルホニル尿素だけでなく、アシル尿素
をも生じるような一定の限界を越えてはならない。この
限界はそれぞれのスルホンアミドにとつて固有なもので
あり、これはスルホンアミドの塩基度及びその溶解性に
関連する。ジメチルホルムアミドの量は、スルホンアミ
ド塩が少なくとも部分的に反応媒体に溶解するように定
めるべきである。適当な量比は簡単な予備実験によつて
容易に確認することができる。良好な結果はジメチルホ
ルムアミド／水の比が５〜１４の場合に得られる。使用
することのできる溶剤混合物の量は、比較的良好な可溶
性スルホンアミド塩の場合均一相で反応され得るように
選択する。

難溶性スルホンアミド塩の場合その量は、反応懸濁液を
なんら困難なく攪拌し得るように定める。後者の場合通
常３〜１５重量％のスルホンアミド塩が反応媒体に溶解
されている。本発明方法は比較的穏かな条件下に１０〜
５０℃の温度で実施される。

これよりも高い反応温度は、好ましくない副生成物の形
成を阻止するために避けるべきである。反応が十分に進
行した後、反応を完了させるため反応温度を更に短時間
約６０〜７０℃に高めることができる。反応時間は使用
したＮ−Ｎ′−ジクロルアミド及びスルホンアミドの種
類に依存し、これは一般に１０分間から２６時間の間で
ある。

通常反応を完了させるための高めた温度での後反応は、
約１０分で十分である。アルカリ水酸化物としては経済
的な理由から、水酸化ナトリウムを使用することが好ま
しい。

他のアルカリ水酸化物も同様に適している。アルカリ水
酸化物は少なくとも化学量論的量で使用する必要がある
。ジカルボン酸−Ｎ−Ｎ／−ジクロルアミド１モル当り
水酸化物４モルが必要である。それというのもスルホン
アミドはその陰イオンの形でのみアルカリ塩として意図
したように反応するからである。アルカリ水酸化物の過
剰量を使用することが多くの場合有利である。ジカルボ
ン酸一Ｎ−ＮＬジクロルアミド１モル当りアルカリ水酸
化物２モルまでの過剰量を使用することが好ましい〜 ジカルボン酸−Ｎ−Ｎ′−ジクロルアミド及びスルホン
アミドは化学量論的量、すなわち１：２のモル比で使用
することができる。

一般に廉価な反応体であるスルホンアミドは最高２モル
までの過剰量で使用される。本発明方法を実施するには
、まずアルカリ水酸化物を計算量の水に溶かし、引続き
ジメチルホルムアミドを加え、次いで攪拌及び冷却下に
スルホンアミドを粉砕した形で導入する（その際多くの
場合スルホンアミドのアルカリ塩が生じる）ようにして
行なうのが有利である。

懸濁液を冷却し、Ｎ−Ｎ″−ジクロルアミドを加える。
多くの場合まず完全な溶液が生じ、次いでビス−スルホ
ニル尿素の塩が沈殿する。他の場合には反応を不均一な
相で実施する。反応生成物は▲過により容易に分離する
ことができる。しかしビス−スルホニル尿素の塩は水／
ジメチルホルムアミドに多少とも良好に溶解することか
ら、沢液の後処理が推薦される。本発明によればビス−
スルホニル尿素の得られたアルカリ塩は公知方法で稀釈
鉱酸で処理することにより定量的に遊離のビス−スルホ
ニル尿素に変えることができる。

本発明による方法で得られたビス−スルホニル尿素は、
化学療法で有用であることから極めて有意義な化合物で
ある。

この化合物はポリマー化学で要望されるジイソシアネー
トを製造するのに使用することもできる。ビス−スルホ
ニル尿素は熱処理に際してジイソシアネート及びスルホ
ンアミドに分解され、後者は本発明方法で再び使用する
ことができる。例１ 水酸化ナトリウム３２７（０．８０モル）を水４０７に
溶かし、２５℃でジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）５５
０ｍ１を加えた。

この澄明な溶液に烈しく攪拌しながら急速に細粉状のｐ
−トルオールスルホンアミド６８．５７（０．４０モル
）を入れた。その際トシルアミドのナトリウム塩が白色
の沈殿として自然に生じた。懸濁液を５〜１０℃に冷却
し、５分間以内にＮ−ＮＬテレフタル酸−ジクロルアミ
ド４６．６７（０．２０モル）を数回に分けて加えた。
強い外部冷却にも拘らず、反応混合物の温度は４４℃に
上昇した。懸濁液は徐々に稀釈化し、７分後には実際に
すべて溶解し、８分後にはｐ−フエニレンービス一（ｐ
−トルイル−スルホニル尿素）のナトリウム塩が白色の
沈殿として生じた。１０分後に発熱性のホフマン転位は
ほぼ終了した。

冷却を調整し、反応混合物を更に約４５分間に渡つて４
０〜４５℃に保つた。引続き反応を完結させるため、更
に３０分に渡り６０℃で加熱し、その後冷却し、最後に
室温でガラスフリツトにより沢過した。淡褐色のジメチ
ルホルムアミドを含む湿つた塩様の沢滓を水１．６ｆに
溶かした。僅少な非溶解物を沢別した後澄明な無色の溶
液に、ＰＨ値２に調整されるまで稀塩酸を加えた。この
場合細かい無色の沈殿が生じた。懸濁液を攪拌可能に保
つため、これを水５００ｍ１で稀釈した。引続き純粋な
白色の沈殿物をＤ４−ガラスフリツトを用いて吸引沢過
し、洗浄水が中性反応を呈するまで水で洗浄し、次いで
メタノールに懸濁させ、再び吸引沢過し、更にメタノー
ルで３回洗浄し、※？最後に真空中で１１０℃で恒量に
なるまで乾燥した。ｐ−フエニレンーピス一（ｐ−トル
イル−スルホニル尿素）７５．３７（理論値の７４．９
％）が得られた。水性の相及びメタノール性相から濃縮
及び酸性化の後更にスルホニル尿素９，０２７が得られ
た。

ジメチルホルムアミド相からは未反応のＮ−Ｎ′−テレ
フタル酸−ジクロルアミド１．６７７が回収された。従
つて全変換率は９５％であり、ｐ−フエニレンービス一
（ｐ−トルイル−スルホニル尿素）の全収率は８４％で
あつた。従つて選択度は８８．４％であつた。例２〜１
５ Ｎ−Ｎ／−テレフタル酸−ジクロルアミドを、例１に記
載した方法で多数の異なるスルホン酸アミドと反応させ
た。

スルホンアミドはＤＭＦ′／水混合物中の５〜１５重量
％溶液として反応させた。次表に使用したスルホン酸ア
ミド、Ｎ−Ｎ／−テレフタル酸−ジクロルアミド：水酸
化ナトリウムリスルホン酸アミドのモル比、ジメチルホ
ルムアミド／水の重量比、反応温度、反応時間、アリー
レンービスースルホニル尿素並びに、沢液中に含まれる
量を考慮に入れない収率を示す。例１５ 水酸化ナトリウム３２ｆ（０．８０モル）を水８０ｍ１
に溶かし、２０℃に冷却し、ＤＭＦ′ ５５０ｍ１で稀
釈した。

この澄明な溶液に烈しく攪拌しながらｐ−トシルアミド
６８。５ｆ（０．４０モル）を数回に分けて加えた。

その際直ちに白色の沈殿（トシルアミドのナトリウム塩
）が生じた。懸濁液を５℃に冷却し、１０分間以内にイ
ソフタル酸−ビス−Ｎ−クロルアミド４６．６７（０．
２０モル）（を数回に分けて加えた。烈しく攪拌しかつ
氷一食塩混合物で冷却したにもかかわらず温度は４０℃
まで上昇した。強い酸化作用をする懸濁液は４時間以内
に稀液化し、黄−オレンジ色の色調が生じた。更に５分
後に懸濁液は明らかに濃稠化し、その際酸化作用性質は
除去された。全体で１５分後に発熱反応は消失した。そ
の後３０分間３５℃で保ち、反応を完結させるため更に
６０分間６５℃で後加熱した。冷却した後白色の懸濁液
を吸引沢過し、それぞれＤＭＦ２５ｍｌで３回洗浄し、
水約１．５１に溶かし（澄明な溶液ＰＨ−８）、稀ＨＣ
ｌで酸性化し、吸引沢過し、中性洗浄した。乾燥後所望
のスルホニル尿素６５．２ｆが生じた。黄色に着色され
た薗一沢液から容量約％に濃縮しかつ冷却した後、褐色
の結晶６７．５ｆが分離された。これからすでに記載し
た方法で水に溶かしかつ稀ＨＣｌ（′沈殿させることに
よつて更にスルホニル尿素３１７が分離された。従つて
ｍ−フエニレンービス一３・３′−ｐ−トルイルスルホ
ニル尿素の収率は理論値の９５．７％であつた。例１６ 水酸化ナトリウム３．２ｆ（８０ミリモル）、水８１！
Ｌｌ，．ＤＯ５５ｍｌ及びトシルアミド６．８５ｆ（４
０ミリモル）から、例１５に記載したようにしてｐ−ト
シルアミドーナトリウム塩の懸濁液を製造した。

次いでこの懸濁液に１分間以内に２・６ナフタリンジカ
ルボン酸−ビス−Ｎ−クロルアミド５．６６ｔ（ ２０
ミリモル）を加えた。その際氷冷にもかかわらず、温度
は２５℃に上昇し、澄明な黄色の溶液が生じた。更に２
分後に細かい沈殿が分離し始めた。室温で５分間更に攪
拌した。その際沈殿は増加し、溶液は淡褐色に着色され
た。溶液はなお穏かな酸化作用を示したので、２ 『Ｃ
で１夜攪拌した。後加熱による反応の完結処理は省略し
た、それというのも指示実験で暗褐色に着色しながら分
解することが観察されたからである。沈殿をＤＭＦ／水
混合物から分離し、例１５に記載したようにして水に溶
かし、再沈殿させた。

こうして白色の粉末５．５３ｔを分離した。ＤＭＦ沢液
から例５と同様にして更に物質４．０ｙが分離された。
従つて２・６−ナフタリノービス一３・ ３’−ｐ−ト
ルイル−スルホニル尿素の収率は全体で９．５３１＝理
論値の８６．２％であつた。

例１７ 水酸化カリウム（８６％）３．９６ｔ（ ６０ミリモル
）、水３ｍ１，．ＤＭＦ５５ｍ１及びｐ−トシルアミド
６．８５１（ ４０ミリモル）から、例１５に記載した
方法でｐ−トシルアミドーカリウム塩の懸濁液を製造し
た。

引続きこの懸濁液に１０℃で２分以内に４ ・ ４’−
ジフエニルエタンジカルボン酸−ビス−Ｎ −クロルア
ミド３．３７１（１０ミリモル）を烈しく撹拌しながら
導入した。１０゜Ｃで更に５分後に澄明な黄色の溶液が
生じた。これから２０’Ｃで約１０分後に細かい白色の
沈殿が分離し始めた。次いで室温で１０時間攪拌し、引
続き５０’Ｃで３０分間加熱した。僅かに褐色に着色し
、沈殿が増加した。

反応終了後沢過し、Ｄ゛一沢液から溶剤を除去し、水に
収容し、稀水性塩酸で酸性にした後ｐ−ジフエニルエタ
ンービス一３ ・３’− ｐ −トルイル−スルホニル
尿素５．７１１が得られた。収量：５．７１Ｖ＝理論値
の９４％。例１８ 例１７と同様にしてｐ−トシルアミド１３．６ｙ（７９
．６ミリモル）及び水酸化カリウム（８６％）９．３ｙ
（１５９．２ミリモル）から、水４０ｍ１及びＤＭＦ２
８Ｏｍｌの混合物中で製造したｐ−トシルアミドーカリ
ウム塩の溶液に、１５〜２０℃で１０分間以内に４ ・
４’−ジフエニルエーテルジカルボン酸一ビス一Ｎ
−クロルアミド１２ｙ（３９ミリモル）を冷却下に加え
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式： ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中Ｒ′はアミノ基、炭素原子数１〜２０の分枝？？
   又は非分枝の、飽和又は不飽和脂肪族基、炭素原子数４
   〜１０の置換又は非置換の脂環式基、置換又は非置換の
   芳香族基、アルキル芳香族基又は複素環式基を表わし、
   Ａｒは置換又は非置換の芳香族基を表わし、Ｍｅ＾＋は
   ナトリウムイオン又はカリウムイオンを表わす〕のアリ
   ーレン−ビス−スルホニル尿素のアルキル塩を得るに当
   り、一般式：Ｃｌ−ＮＨ−ＣＯ−Ａｒ−ＣＯ−ＮＨ−Ｃ
   ｌ〔式中Ａｒは前記のものを表わす〕のジカルボン酸−
   Ｎ・Ｎ′−ジクロルアミド及び一般式：Ｒ′−ＳＯ＿２
   −ＮＨ＿２〔式中Ｒ′は前記のものを表わす〕のスルホ
   ン酸アミドを過剰量のアルカリ水酸化物の存在で１０〜
   ５０℃でジメチルホルムアミド及び水の混合物中におい
   て反応させることを特徴とするスルホニル尿素の製法。 ２ テレフタル酸、イソフタル酸、メチルテレフタル酸
   、４−メチル−イソフタル酸、ジフエニルエーテル−４
   ・４−ジカルボン酸、ジフエニルエタン−４・４′−ジ
   カルボン酸及びナフタリン−２・６−ジカルボン酸のＮ
   ・Ｎ′−ジクロルアミドを使用する特許請求の範囲第１
   項記載のスルホニル尿素の製法。 ３ ジメチルホルムアミド／水の比率が５〜１５の範囲
   内にある特許請求の範囲第１項又は第２項記載のスルホ
   ニル尿素の製法。 ４ 水酸化物を化学量論的量からジカルボン酸−Ｎ・Ｎ
   ′−ジクロルアミド１モル当り２モルの過剰量までの範
   囲で使用する特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか
   に記載のスルホニル尿素の製法。 ５ スルホン酸アミドをジカルボン酸−Ｎ・Ｎ′−ジク
   ロルアミド１モル当り２モルまでの過剰量で使用する特
   許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載のスルホ
   ニル尿素の製法。 ６ その後に得られたアリーレン−ビス−スルホニル尿
   素の塩を鉱酸で処理することにより遊離酸に変える特許
   請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載のスルホニ
   ル尿素の製法。