WO2005090321A1 - 2−クロロ−5−クロロメチル−1,3−チアゾールの精製方法 - Google Patents

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distillation
purification method
chloromethyl
chloro
thiazole
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PCT/JP2005/004181
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Inventor
Toshikazu Oga
Toru Kofukuda
Original Assignee
Toyo Kasei Kogyo Company, Limited
Sumitomo Chemical Takeda Agro Company, Limited
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D277/00Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings
    • C07D277/02Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings
    • C07D277/20Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D277/32Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms

Definitions

  • the present invention relates to a novel method for purifying 2-chloro-5-chloromethyl-1,3-thiazole.
  • CCT 2-chloro-5-chloromethyl-1,3-thiazole
  • Patent Document 1 2-chloro-5-chloromethyl-1,3-thiazole
  • Patent Document 2 2-chloroallyl isothiocyanate
  • Patent Document 2 described above discloses a method of simply performing distillation under reduced pressure without performing a pretreatment method for decomposing mixed impurities.
  • This method requires facility and time considerations in that a reflux ratio must be established in order to obtain CCT with high purity because mixed impurities azeotrope with CCT. That is, when distillation is performed under all distillation conditions without providing a reflux ratio, there is a problem that it is difficult to suppress the content of azeotropic impurities. Further, when distillation is performed under all distillation conditions without setting a reflux ratio, the melting point of the azeotropic impurity is relatively high, so that the impurity condenses in the distillation equipment system and the impurities are fixed in the equipment piping, and the equipment is fixed.
  • Patent Document 3 proposes a method of recrystallizing crude CCT using an organic solvent.
  • this method requires the use of large amounts of solvent for crystallization, resulting in high raw material costs.
  • equipment such as a filter and equipment for treating the filtrate are required to separate the crystals.
  • Equipment costs are increasing.
  • the melting point of the obtained crystals is 30 ° C
  • equipment for controlling the filtration temperature when separating the crystals after crystallization is required, which further increases equipment costs and increases the processing cost. Becomes complicated.
  • the obtained crystals have harmful properties such as odor and eye / skin irritation, it is not preferable to use a filter that requires regular work such as changing the filter cloth. Therefore, a purification method by recrystallization is not necessarily an industrially superior purification method.
  • Patent Document 1 JP-A-3-157308
  • Patent Document 2 JP-A-4-234864
  • Patent Document 3 JP-A-9-316062
  • An object of the present invention is to provide a novel method for purifying CCT suitable for industrial implementation.
  • the present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, when purifying a crude product of 2-chloro-5-chloromethyl-1,3-thiazole by distillation, the crude product was purified before distillation. By treating the product with a lower alcohol, there is no need to set the reflux ratio during distillation.
  • the present invention provides
  • crude CCT can be purified in a short period of time in a simple facility under conditions with good workability, and high-purity CCT can be obtained with high yield. .
  • the purification method of the present invention can convert impurities mixed in CCT into a compound that does not azeotropize during distillation, and thus, the conventional method of purifying impurities has Distillation can be performed without setting the reflux ratio for the purpose of separation. Furthermore, the elimination of impurities that azeotrope further reduces the content of impurities in the CCT after distillation. That is, it is possible to obtain CCT with a high purity and a good distillation recovery rate. it can.
  • the purification method of the present invention can be carried out without setting a reflux ratio for separating azeotropic contaminants. It is possible to reduce usage. In addition, since the method can be performed without setting the reflux ratio, high-purity CCT can be obtained in a shorter time. Decomposition of impurities in the mixture In a purification method in which distillation is performed under reduced pressure without performing a pretreatment method, when distillation is performed under all distillation conditions without setting a reflux ratio, impurities that are azeotropic with CCT are distilled. The problem of condensing in the equipment system and contaminating impurities in the equipment piping to promote corrosion to the equipment is eliminated.
  • the purification method of the present invention can be carried out without using a large amount of a solvent required for the recrystallization method, and is carried out without using a device for separating solid and liquid such as a filter. With the advantage that you can. As described above, the purification method of the present invention exerts a remarkable effect even with a small scale, as the amount of power charged, which is an advantageous purification method compared to the conventional method, increases.
  • the crude CCT product to which the purification method of the present invention can be applied is not particularly limited, but preferably, the 2-halogenoallyl isothiocyanate represented by the above formula ( ⁇ ) is added in the presence of a solvent. It is a reaction solution obtained by reacting with a chlorinating agent, or a residue obtained by distilling a solvent from the reaction solution.
  • the reaction of the compound represented by the above formula ( ⁇ ) with a chlorinating agent is carried out according to the method described in, for example, JP-A-4-234864, JP-A-2002-255948, and the like.
  • chlorinating agents refer to chlorine and compounds that release chlorine under reaction conditions (eg, sulfuryl chloride, phosgene, etc.).
  • the solvent is not particularly limited.
  • Purification of the crude product power is carried out by treating the crude product with a lower alcohol and then distilling it.
  • Treatment with the lower alcohol is preferably performed by adding the lower alcohol to the crude product and stirring. Can be implemented.
  • the lower alcohol used in the present invention includes, for example, methanol, ethanol, Examples thereof include alcohols having 16 to 16 carbon atoms such as pananol, isopropyl alcohol, butanol, isobutanol, secondary butanol, tertiary butanol, pentanol, and hexanol, and methanol is particularly preferable.
  • the amount of the lower alcohol added is usually 0.001 to 1 part by weight, preferably 0.01 to 0.1 part by weight, based on 1 part by weight of the starting material 2-halogenoallyl isothiocyanate. Particularly preferred is 0.01 to 0.05 part by weight.
  • the timing of addition of the lower alcohol is not particularly limited as long as the starting material 2-halogenoallylisothiosinate and the chlorinating agent are mixed to terminate the reaction, and after the CCT is generated, It may be before or after separating the reaction solvent by a method such as pressure distillation. Specifically, a lower alcohol may be added after the reaction in which CCT is generated, or the reaction mixture is concentrated under reduced pressure after the reaction in which CCT is generated, and the lower alcohol is added to the concentrated residue after the reaction solvent is distilled off. May be added. From the viewpoint of industrial implementation, a method of adding a lower alcohol after recovering the reaction solvent has an excellent feature that the reaction solvent can be reused. After addition of the lower alcohol, the mixture is stirred.
  • the temperature at which the lower alcohol is added and the stirring temperature after the addition can be varied within a relatively wide range.
  • the temperature for the addition and stirring is usually 0 ° C to 100 ° C, preferably 10 ° C to 80 ° C, more preferably 20 ° C to 60 ° C.
  • the stirring time after the addition of the lower alcohol is usually 10 minutes to 4 hours, preferably 30 minutes to 12 hours.
  • the lower alcohol treatment is carried out under a pressure which can be carried out under reduced pressure or pressure, usually under atmospheric pressure.
  • the low-boiling components are fractionated as an initial distillate, and then fractionated under all distillation conditions without reflux, so that CCT can be obtained as a main distillate. Can be.
  • Distillation should be carried out in a temperature range where the CCT and distillation residue do not thermally decompose. Specifically, the distillation is carried out at a temperature in the distillation still of usually 200 ° C or lower, preferably 124 ° C or lower. Further, the distillation is carried out at a pressure in the vessel of usually 10 kPa or less, preferably 3 kPa or less.
  • the concentrated residue is also fractionated for the first fraction (82 kg) and further distilled under reduced pressure
  • Flow rate Z distillation amount) (first half 25Z120) ⁇ (second half 70Z70) refining conditions, inner pressure 1.1-1.5 kPa, top temperature 80-90 ° C) for 45 hours, purity 98.0 911 kg of CCT (% yield: 74%) was obtained.
  • the purification method of the present invention high-purity 2-chloro-5-chloromethyl-1,3-thiazole can be obtained with high yield in a simple facility, under conditions with good workability and in a short time. Therefore, the purification method of the present invention is industrially extremely useful.

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Description

明 細 書
2—クロ口— 5—クロロメチル— 1, 3—チアゾールの精製方法
技術分野
[0001] 本発明は、 2—クロロー 5—クロロメチルー 1, 3—チアゾールの新規な精製方法に関す る。
背景技術
[0002] 2—クロ口— 5—クロロメチルー 1, 3—チアゾール(以下 CCTと省略することがある)は、 殺虫剤のような生物学的活性ィ匕合物の製造のための中間体として重要な化合物で ある (特許文献 1参照)。また、 CCTの製造方法の代表的なものとして、イソチオシァ ン酸 2—クロロアリル (すなわち、 2—クロロアリルイソチオシァネート)を塩素化剤と反応 させる方法が知られている (特許文献 2参照)。そして、該方法により生成した粗 CCT を精製する方法としては、従来、以下のような方法が知られている。
[0003] 上記特許文献 2には、混在する不純物を分解する前処理法を実施することなく単に 減圧蒸留する方法が記載されている。この方法は、混在する不純物が、 CCTと共沸 するために、高純度で CCTを得るためには還流比を設ける必要があるという設備的 、時間的な配慮が必要である。即ち、還流比を設けずに全留出条件で蒸留した場合 は、共沸する不純物の含量を抑制することが難しいという問題がある。さらに還流比 を設けずに全留出条件で蒸留した場合は、共沸する不純物の融点が比較的高いた めに蒸留設備の系内で凝縮し、設備配管中で不純物が固着することにより設備に対 する腐食を助長すると!ヽぅ問題を抱えて!/ヽる。一方で還流比を設けて不純物の混入 を抑制しても、蒸留時間が長くなり、 CCTの熱安定性が低いために、その蒸留回収 率は低くなつてしまうという問題がある。当然ながら 1バッチ当たりの仕込み量が増え る程、この傾向は強くなる。
[0004] 上記精製法の問題点を解決するために、特許文献 3には、有機溶媒を用いて粗 C CTを再結晶する方法が提案されている。し力しながら、この方法は、結晶化のため の溶媒を大量に使用する必要が生じるので、結果として原料費が高価になる。さらに 結晶を分離するために濾過器などの設備や、濾液の処理設備が必要となるため、設 備費が力さむ。さらに得られた結晶の融点が 30°Cであることから、結晶化した後に結 晶を分離する時の濾過温度を制御するための設備が必要となるため、設備費がさら にかさみ、処理操作が複雑になる。さらには得られた結晶が悪臭や眼 '皮膚刺激性 などの有害な特性を持つ事から、濾布の張替え作業などが定期的に必要となる濾過 器の使用は好ましくない。したがって、再結晶することによる精製方法は、工業的に 必ずしも優れた精製方法とは言 ヽ難 ヽ。
[0005] 上記のような状況下、より安価に、作業操作性が良ぐ高純度に、かつ高い回収率 で CCTを精製する方法が求められて 、る。
[0006] 特許文献 1 :特開平 3— 157308号公報
特許文献 2:特開平 4-234864号公報
特許文献 3 :特開平 9- 316062号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 本発明の課題は、工業的実施に適した CCTの新規精製方法を提供することにある 課題を解決するための手段
[0008] 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、 2—クロロー 5—クロロメチ ルー 1, 3—チアゾールの粗生成物を蒸留により精製するに際して、蒸留前に、該粗生 成物を低級アルコールで処理することにより、蒸留時に還流比を特に設定しなくても
、また特別の蒸留設備を使用しなくても、高い純度の CCTを高い収率で精製できる という全く新規な知見を見出し、本発明を完成するに至った。
[0009] すなわち、本発明は、
[1] 式 (I) :
[化 1]
Figure imgf000004_0001
で表される 2—クロ口— 5—クロロメチルー 1, 3—チアゾールの粗生成物を蒸留により精 製する方法であって、該蒸留に先立ち該粗生成物を低級アルコールで処理すること を特徴とする精製方法、
[2] 低級アルコールでの処理を、 2—クロ口— 5—クロロメチルー 1, 3—チアゾールの粗 生成物に低級アルコールを添加し、攪拌して行う前記 [ 1 ]記載の精製方法、
[3] 2—クロロー 5—クロロメチルー 1, 3—チアゾールの粗生成物力 一般式(Π): [化 2]
Figure imgf000005_0001
(式中、 Halは塩素原子または臭素原子を示す。)で表される 2—ハロゲノアリルイソチ オシァネートを溶媒の存在下に塩素化剤と反応させて得られる反応液、または該反 応液から溶媒を留去して得られる残渣である前記 [ 1]または [2]記載の精製方法、 [4] 2—クロ口— 5—クロロメチルー 1, 3—チアゾールの粗生成物が反応液力 溶媒を 留去して得られる残渣である前記 [3]記載の精製方法、
[5] 低級アルコールカ^タノールである前記 [1]一 [4]の 、ずれかに記載の精製方 法、および
[6] Halが塩素原子である前記 [3]— [5]の 、ずれかに記載の精製方法、 である。
発明の効果
[0010] 本発明の精製方法によれば、簡便な設備で、作業操作性の良好な条件で、短時間 に粗 CCTを精製でき、かつ純度の高 ヽ CCTを収率よく取得することができる。
[0011] さらに、具体的に説明すれば、驚くべきことに本発明の精製方法は、 CCTに混在 する不純物を、蒸留時に共沸しない化合物へ変換することができるため、従来は不 純物の分離を目的としていた還流比を設定することなぐ蒸留することができる。さら に共沸する不純物が混在しなくなったことにより、蒸留後の CCTに含まれる不純物含 量は格段に低減する。即ち純度の高 、CCTを良好な蒸留回収率で取得することが できる。
[0012] それ故、本発明の精製方法は、共沸する混在物を分離するための還流比の設定を 必要とすることなく実施できるので、精留塔ゃ凝縮器等の還流配管に対する設備費 用を低減することが可能である。また、還流比の設定を必要とすることなく実施できる ことで、より短時間で高純度の CCTを得ることができる。混在する不純物を分解する 前処理法を実施することなぐ単に減圧蒸留する場合の精製方法において、還流比 を設けずに全留出条件で蒸留した場合に、 CCTと共沸していた不純物が蒸留設備 の系内で凝縮し、設備配管中で不純物が固着する事により設備に対する腐食を助 長するという問題は解消される。さらに、本発明の精製方法は、再結晶法で必要な大 量の溶媒を使用しないで実施することができ、さらに、濾過器などの固液を分離する ための設備を必要としないで実施することができるという利点を持つ。本発明の精製 方法は、上記したように少量スケールでももちろん従来法に比べて有利な精製法で ある力 仕込み量が大量になればなるほど格段に効果を発揮する。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 本発明の精製方法が適用できる、 CCTの粗生成物は特に制限されないが、好まし くは、上記式 (Π)で示される 2—ハロゲノアリルイソチオシァネートを溶媒の存在下に 塩素化剤と反応させて得られる反応液、または該反応液から溶媒を留去して得られ る残渣である。上記式 (Π)で示される化合物と塩素化剤との反応は、例えば特開平 4 —234864号公報、特開 2002— 255948号公報などに記載の方法に従って実施さ れる。ここに用いられる塩素化剤とは、塩素および反応条件下に塩素を放出する化 合物(例えば、塩化スルフリル、ホスゲンなど)をいう。また、溶媒としては、特に限定さ れないが、例えばトノレェン、 o—キシレン、 m—キシレン、 p—キシレン、クロ口ベンゼン、 ジクロロベンゼン、ジクロロメタン、クロ口ホルム、 1, 2—ジクロロエタン、四塩化炭素、 ァセトニトリルなどが挙げられる。
[0014] 粗生成物力 の精製は、粗生成物を低級アルコールで処理した後蒸留することに より実施され、低級アルコールでの処理は粗生成物に低級アルコールを添加し、攪 拌することにより好適に実施できる。
[0015] 本発明で使用される低級アルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、プロ パノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブタノール、第 2級ブタノール、 第 3級ブタノール、ペンタノール、へキサノール等の炭素数 1一 6のアルコールが挙げ られ、特にメタノールが好ましい。
[0016] 低級アルコールの添カ卩量は、出発原料 2—ハロゲノアリルイソチオシァネート 1重量 部に対して、通常 0. 001— 1重量部、好ましくは 0. 01-0. 1重量部、特に好ましく は 0. 01-0. 05重量部である。
[0017] 低級アルコールの添カ卩時期は、出発原料 2—ハロゲノアリルイソチオシァネートと塩 素化剤を混合して反応を終了させ、 CCTが生成した後であれば特に限定されず、減 圧留去などの方法で反応溶媒を分離する前でも後でもよい。具体的には CCTが生 成した反応後に低級アルコールを添加してもよぐあるいは CCTが生成した反応後 に反応混合物を減圧下に濃縮して反応溶媒を留去した後の濃縮残渣に低級アルコ ールを添加してもよ 、。工業的実施の観点からは反応溶媒を回収した後に低級アル コールを添加する方法が、反応溶媒を再利用できるという優れた特徴を持つ。低級 アルコールを添加後、混合物を攪拌する。
[0018] 低級アルコールを添加する時の温度、及び添加した後の攪拌温度は、比較的広 ヽ 範囲で変えることができる。一般に、これらの添加、攪拌温度は通常 0°C— 100°C、 好ましくは 10°C— 80°C、より好ましくは 20°C— 60°Cである。低級アルコール添加後 の攪拌時間は通常 10分一 4時間、好ましくは 30分一 2時間である。
[0019] また、低級アルコール処理は、減圧もしくは加圧下で実施できる力 通常大気圧下 で実施される。
[0020] 低級アルコール処理後の蒸留は、低沸点成分を初留分として分画した後、還流を 伴わない全留出条件で分留すればよぐこれにより CCTを主留分として取得すること ができる。蒸留は CCT及び蒸留残渣が熱分解しない温度範囲で行う。具体的には、 蒸留は、蒸留缶内温度が通常 200°C以下、好ましくは 124°C以下で実施される。ま た、蒸留は、缶内の圧力が通常 lOkPa以下、好ましくは 3kPa以下で実施される。 実施例
[0021] 以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明する力 本発明はこれらの実施 例に何ら限定されるものではな 、。 [0022] (実施例 1)
2—クロロアリルイソチオシァネート 1022kgとトルエン 1298kgを混合し、混合物を 4 5°Cに加温し、これに塩化スルフリル 1095kgを 3時間で滴下した。 45°Cで 2時間、さ らに 80°Cで 1時間攪拌した後、減圧下に加熱してトルエン 1169kgを留去、回収した 。濃縮残渣を 39°Cに冷却後、メタノール 22kgを加えた。 60°Cで 1時間攪拌後に、初 留 128kgを分留し、さらに減圧蒸留(主留時の還流比が 0の全留出条件、缶内圧力 0. 7-1. OkPa、トップ温度 71— 95°C)を 18時間行うことにより、純度 98. 3%の CC Tを 956kg得た(収率 78%)。
[0023] (実施例 2)
2—クロロアリルイソチオシァネート 1000kgとトルエン 1297kgを混合し、混合物を 4 5°Cに加温し、これに塩化スルフリル 1071kgを 3時間で滴下して加えた。 45°Cで 2時 間、さらに 80°Cで 1時間攪拌した後、減圧下に加熱してトルエン 1169kgを留去、回 収した。濃縮残渣を 38°Cに冷却後、メタノール 22kgを加えた。 60°Cで 1時間攪拌後 に、初留 120kgを分留し、さらに減圧蒸留(主留時の還流比が 0の全留出条件、缶 内圧力 0. 5-1. 6kPa、トップ温度 72— 91°C)を 18時間行うことにより、純度 98. 3 %の CCTを 970kg得た(収率 81%)。
[0024] (比較例 1)
2—クロロアリルイソチオシァネート 1066kgとトルエン 1297kgを混合し、混合物を 4 5°Cに加温し、これに塩化スルフリル 113 lkgを 3時間で滴下して加えた。 45°Cで 2時 間、さらに 80°Cで 1時間攪拌した後、減圧下に加熱してトルエン 1170kgを留去、回 収した。濃縮残渣カも初留 101kgを分留し、さらに減圧蒸留(主留時の還流比が 0の 全留出条件、缶内圧力 0. 8-1. 3kPa、トップ温度 71— 88°C)を 23時間行うことに より、純度 91. 4%の CCTを 964kg得た(収率 70%)。
[0025] (比較例 2)
2—クロロアリルイソチオシァネート 1021kgとトルエン 1296kgを混合し、混合物を 4 5°Cに加温し、これに塩化スルフリル 1092kgを 3時間で滴下して加えた。 45°Cで 2時 間、さらに 80°Cで 1時間攪拌した後、減圧下に加熱してトルエン 1114kgを留去、回 収した。濃縮残渣カも初留 82kgを分留し、さらに減圧蒸留 (主留時の還流比を (還 流量 Z留去量) = (前半 25Z120)→ (後半 70Z70)の精製条件、缶内圧力 1. 1一 1 . 5kPa、トップ温度 80— 90°C)を 45時間行うことにより、純度 98. 0%の CCTを 911 kg得た (収率 74%)。
産業上の利用可能性
本発明の精製方法によれば、簡便な設備で、作業操作性の良好な条件で、かつ短 時間で、高純度の 2—クロロー 5—クロロメチルー 1, 3—チアゾールを高収率で取得でき るので、本発明の精製方法は工業的に極めて有用なものである。

Claims

Figure imgf000010_0001
で表される 2—クロ口— 5—クロロメチルー 1, 3—チアゾールの粗生成物を蒸留により精 製する方法であって、該蒸留に先立ち該粗生成物を低級アルコールで処理すること を特徴とする精製方法。
低級アルコールでの処理を、
2—クロ口— 5—クロロメチルー 1, 3—チアゾールの粗生 成物に低級アルコールを添加し、攪拌して行う請求の範囲第 1項記載の精製方法。
[3] 2—クロロー 5—クロロメチルー 1, 3—チアゾールの粗生成物力 一般式(Π):
[化 2]
Figure imgf000010_0002
(式中、 Halは塩素原子または臭素原子を示す。)で表される 2—ハロゲノアリルイソチ オシァネートを溶媒の存在下に塩素化剤と反応させて得られる反応液、または該反 応液力 溶媒を留去して得られる残渣である請求の範囲第 1項または第 2項記載の 精製方法。
[4] 2—クロ口— 5—クロロメチルー 1, 3—チアゾールの粗生成物が反応液力 溶媒を留去 して得られる残渣である請求の範囲第 3項記載の精製方法。
[5] 低級アルコール力メタノールである請求の範囲第 1項一第 4項の 、ずれかに記載の 精製方法。
[6] Halが塩素原子である請求の範囲第 3項一第 5項のいずれかに記載の精製方法。
PCT/JP2005/004181 2004-03-22 2005-03-10 2−クロロ−5−クロロメチル−1,3−チアゾールの精製方法 WO2005090321A1 (ja)

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EP05720452A EP1728787B1 (en) 2004-03-22 2005-03-10 Process for purification of 2-chloro-5-chloromethyl -1,3-thiazole
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