(57)【要約】【課題】  米国薬局方の規格を満たし、かつ臭気を低減するようにしたジメチルスルホキシドを、経済的かつ、収率良く精製する方法を提供する。【解決手段】  原料ジメチルスルホキシド１００重量部を、２０重量部以上の水の存在下で活性炭と接触させ、１３０℃以下で蒸留することを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ジメチルスルホキシド１００重量部を、２０重量部以上の水の存在下で活性炭と接触させ、内温１３０℃以下で蒸留することを特徴とするジメチルスルホキシドの精製方法。
【請求項２】
精製されたジメチルスルホキシドの２７５ｎｍにおける吸光度を、０．０１〜０．２０にすることを特徴とする請求項１に記載のジメチルスルホキシドの精製方法。
【請求項３】
前記水がイオン交換水、蒸留水または超純水であることを特徴とする請求項１または２に記載のジメチルスルホキシドの精製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医農薬中間体の反応溶剤や合成試薬等に幅広く使用されているジメチルスルホキシドの精製方法に関し、さらに詳しくは、米国薬局方（Ｕ．Ｓ．Ｐｈａｒｍａｃｏｐｅｉａ）の規格を満たし、かつ臭気を低減した高品質のジメチルスルホキシドを経済的かつ、収率良く精製する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ジメチルスルホキシドは、医農薬中間体の反応溶剤や合成試薬、あるいは電子材料等の特殊洗浄剤等として工業的に幅広く使用されている。なかでも米国薬局方に指定されているジメチルスルホキシドは、工業品質のジメチルスルホキシド以上に高純度であり、かつ臭気が少ないことが必要とされている。
【０００３】
従来、ジメチルスルホキシドの精製方法としては、一般工業品質のジメチルスルホキシドに活性炭を接触させ、次いで蒸留処理を行う精製方法（例えば特許文献１参照）、一般工業品質のジメチルスルホキシドに活性炭を接触させ、次いで一部のジメチルスルホキシドを凝固させて固液分離した後、ジメチルスルホキシドを再度溶解させる精製方法（例えば特許文献２参照）、特殊な専用設備で一般工業品質のジメチルスルホキシドを凝固させて固液分離した後でジメチルスルホキシドを再度溶解させる晶析方法（例えば特許文献３参照）などが知られている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の精製方法では、臭気を除去することができない。臭気は、米国薬局方の規格には設定されていないものの、医薬用ジメチルスルホキシドに事実上求められている重要な要求品質である。
【０００５】
特許文献２の精製方法では、ジメチルスルホキシドの晶析や溶解において専用設備が必要であり不経済である。
【０００６】
特許文献３の精製方法では、ジメチルスルホキシドの融点が低いため（融点１８℃）、特殊な専用設備が必要となる上、ジメチルスルホキシドの収率が１５％と低く、工業的に不利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭４３−１２１２８号公報
【特許文献２】米国特許第３，３５８，０３７号
【特許文献３】米国特許第６，４１４，１９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、このような問題点を解消し、米国薬局方の規格を満たし、かつ臭気を低減した高品質のジメチルスルホキシドを、経済的かつ、収率良く精製する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明のジメチルスルホキシドの精製方法は、以下のいずれかの構成からなる。
（１）原料ジメチルスルホキシド１００重量部を、２０重量部以上の水の存在下で活性炭と接触させ、内温１３０℃以下で蒸留することを特徴とするジメチルスルホキシドの精製方法。
（２）精製されたジメチルスルホキシドの２７５ｎｍにおける吸光度を、０．０１〜０．２０にすることを特徴とする（１）に記載のジメチルスルホキシドの精製方法。
（３）前記水がイオン交換水、蒸留水または超純水であることを特徴とする（１）または（２）に記載のジメチルスルホキシドの精製方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のジメチルスルホキシドの精製方法は、米国薬局方の規格項目である吸光度を改良するとともに、事実上の要求品質として求められる臭気を大幅に改良することができる。また、ジメチルスルホキシドと蒸留分離しやすい水の存在下で活性炭と接触させるだけなので収率良く高純度のジメチルスルホキシドを取得でき、しかも特殊な専用設備が不要であるため、経済的である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のジメチルスルホキシドの精製方法は、米国薬局方の規格を満たし、かつその臭気を低減した高品質のジメチルスルホキシドを、経済的かつ、収率良く得る精製方法である。上述した通り、一般工業品レベルのジメチルスルホキシドを通常の方法で精製したのでは、米国薬局方の規格を満たすジメチルスルホキシドが得られたとしても臭気を除去することができなったため医薬用途に使用することは困難であった。臭気を除去するためには、特許文献２および３に記載されたように、専用設備が必要であり、精製コストが高いものであった。
【００１２】
ここで、米国薬局方（Ｕ．Ｓ．Ｐｈａｒｍａｃｏｐｅｉａ  ＵＳＰ３６、ＮＦ３１、３２６９ページ）では品質規格のひとつに２７５ｎｍの吸光度など、また、欧州薬局方（Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｐｈａｒｍａｃｏｐｅｉａ  ７．０）においても２７５ｎｍの吸光度などが設定されている。一般工業品と薬局方品では２７５ｎｍの吸光度の差が最も大きいため、本明細書では、薬局方規格の代表値として２７５ｎｍの吸光度でジメチルスルホキシド品質を評価する。吸光度の測定は、紫外吸光光度計を使用し、幅１ｃｍのセルを使用し、水をブランクとする。ジメチルスルホキシドは事前に窒素バブリングを３０分間実施した後１０分以内に測定する。
【００１３】
また、ジメチルスルホキシドの臭気は、悪臭防止法等の臭気判定方法として使用されている６段階臭気強度表示法を用いる。この臭気強度表示法は、においの強さを下記に示す０〜５の６段階の判定基準で評価する方法であり、この方法に基づき応じてジメチルスルホキシドの臭気レベルを評価することができる。
臭気強度０：  無臭
臭気強度１：  やっと感知できるにおい
臭気強度２：  何のにおいか判る弱いにおい
臭気強度３：  楽に感知できるにおい
臭気強度４：  強いにおい
臭気強度５：  強烈なにおい
【００１４】
ジメチルスルホキシドのにおいの嗅ぎ方としては、３０ｍＬサンプル瓶にジメチルスルホキシドを１５ｍＬ入れ、室温下でサンプル瓶に鼻を近づけ、同じサンプルをパネラー３人以上で嗅ぎ、全員の判定値のうち多数の値をサンプルの臭気強度とする。
【００１５】
本発明のジメチルスルホキシドの精製方法が処理対象にするジメチルスルホキシド（以下、「原料ジメチルスルホキシド」という。）としては、その原料、製造方法および生産国を制限するものではないが、好ましくは一般工業品レベルのジメチルスルホキシドであるとよい。また原料ジメチルスルホキシドの純度は、特に制限されるものではないが、好ましくは９９重量％以上、より好ましくは９９．９〜１００．０重量％であるとよい。このような純度の原料ジメチルスルホキシドを使用することにより、不純物の含有量が少なく米国薬局方の規格を満たし、かつ臭気がない高品質のジメチルスルホキシドを得ることができる。なお本明細書において、ジメチルスルホキシドの純度は、米国薬局方（Ｕ．Ｓ．Ｐｈａｒｍａｃｏｐｅｉａ  ＵＳＰ３６、ＮＦ３１、３２６９ページ）に基づく方法でガスクロマトグラフにより測定するものとする。なお原料ジメチルスルホキシドには、ジメチルスルホキシドと蒸留で分離可能であれば、ジメチルスルホキシド以外の化合物を含んでいてもよい。
【００１６】
本発明のジメチルスルホキシドの精製方法は、原料ジメチルスルホキシド１００重量部を、２０重量部以上の水の存在下で活性炭に接触させる。水が存在することにより、原料ジメチルスルホキシド中に微量含まれる不純物を除去しやすくなり、とりわけ臭気を大幅に低減することができる。水を原料ジメチルスルホキシドに添加しない場合や、水以外の溶媒を添加した場合には、ジメチルスルホキシドの吸光度を小さくすることおよび臭気を低減することができない。
【００１７】
原料ジメチルスルホキシドに添加する水としては、一般的に入手可能な水であれば良く、例えば水道水、工業用水、純水、スチーム凝縮水、蒸留水、イオン交換水、超純水等を例示することができる。好ましくはＪＩＳ−Ｋ０５５７におけるＡ４相当の水であるとよい。ＪＩＳ−Ｋ０５５７  Ａ４相当の水としては、蒸留水、イオン交換水、超純水を例示することができる。
【００１８】
原料ジメチルスルホキシドへの水の混合量は、原料ジメチルスルホキシド１００重量部に対し２０重量部以上、好ましくは２５重量部以上、より好ましくは３０重量部以上にする。水の混合量が、２０重量部より少ないと臭気改善効果を十分に得ることができない。水の混合量の上限は、好ましくは原料ジメチルスルホキシド１００重量部に対し５００重量部、より好ましくは２００重量部、さらに好ましくは１００重量部にする。５００重量部を超える水を添加すると精製の生産性が悪化し、工業的に不利である。水の混合量は、好ましくは２０〜５００重量部、より好ましくは２０〜３００重量部、さらに好ましくは２５〜２００重量部、とりわけ好ましくは２５〜１００重量部にするとよい。
【００１９】
本発明では、原料ジメチルスルホキシドを水の存在下で活性炭と接触させることにより、原料ジメチルスルホキシド中の微量不純物を活性炭に吸着させることができる。なお、原料ジメチルスルホキシドを活性炭以外の吸着剤、例えばイオン交換樹脂、酸性白土、モレキュラーシーブ等に、水の存在下で接触させたとしてもジメチルスルホキシドの吸光度を小さくすることおよび臭気を低減することが容易ではない。
【００２０】
本発明において、使用する活性炭は、特に制限されるものではなく、粉末炭、粒状炭、繊維状炭のいずれでも良い。好ましくは粉末活性炭がよい。また活性炭の賦活方法は、主に薬品賦活法と水蒸気賦活法の２種類があり、好ましくは水蒸気賦活した活性炭がよい。薬品賦活した活性炭は、賦活時の薬品等がわずかに残存しており、薬品等の影響で満足な精製効果が得られない虞がある。
【００２１】
接触させる活性炭は、事前に水で洗浄してもよい。洗浄に使用する水は好ましくは中性、またはアルカリ性がよい。アルカリ性水溶液を用いる場合、アルカリ成分はアルカリ金属およびアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩がよく、例えば水酸化ナトリウム、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、炭酸水素カリウム等を例示することができ、なかでも水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましい。
【００２２】
原料ジメチルスルホキシドに接触させる活性炭の量は、原料ジメチルスルホキシド１００重量部に対し、好ましくは０．１重量部以上、より好ましくは０．５重量部以上である。活性炭の添加量が０．１重量部より少ないと蒸留して取得したジメチルスルホキシドの臭気改善効果と吸光度改善効果が低下する。また、活性炭の添加量の上限は、好ましくは２０．０重量部、より好ましくは１０．０重量部、さらに好ましくは５．０重量部である。活性炭の添加量が２０．０重量部を超えると流動性とろ過性が悪化し、工業的に不利である。
【００２３】
原料ジメチルスルホキシドを水の存在下で活性炭と接触させる方法は、通常用いられる方法で行うことができる。活性炭の全量を原料ジメチルスルホキシドと水の混合液に一度に添加してもよいし、逐次、分割して添加してもよい。また混合液を適宜攪拌しながら活性炭を添加してもよい。さらに原料ジメチルスルホキシドに水を添加し混合液を調製した後、直ちに活性炭を添加してもよいし、時間をおいてから活性炭を添加してもよい。また、原料ジメチルスルホキシドに、水および活性炭を同時に添加してもよいし、水に原料ジメチルスルホキシドおよび活性炭を同時に添加してもよい。また、活性炭を充填したカラムに原料ジメチルスルホキシドと水の混合液を通液してもよい。
【００２４】
原料ジメチルスルホキシドおよび水の混合液と活性炭を接触させる温度は、特に制限されるものではないが、好ましくは８０℃以下、より好ましくは０〜４０℃にするとよい。８０℃より高い温度で接触させると活性炭への不純物吸着能力が低下し、吸光度および臭気の改善効果が低下する。０℃よりも低い温度で接触させる場合には、原料ジメチルスルホキシドおよび水を含む混合液を調製した後、混合液を冷却する必要があるため、経済的に非効率である。
【００２５】
また原料ジメチルスルホキシドを水の存在下で活性炭と接触させる時間は、特に制限されるものではないが、好ましくは１０分以上、より好ましくは３０分以上であるとよい。このような時間で原料ジメチルスルホキシドを活性炭と接触させることにより、臭気改善効果および吸光度改善効果を確実に得ることができる。また、原料ジメチルスルホキシド、水および活性炭を含む混合液を攪拌することにより、原料ジメチルスルホキシドを活性炭に効率的に接触させることができる。
【００２６】
本発明では、原料ジメチルスルホキシドを水の存在下で活性炭と接触させる工程の後、活性炭を固液分離し、ジメチルスルホキシドおよび水を含む混合液を蒸留することにより水を除去してジメチルスルホキシドを精製することができる。
【００２７】
活性炭の固液分離は、通常行われる方法を用いることができ、例えば加圧ろ過、減圧ろ過、デカンテーション、遠心分離等を例示することができ、なかでも加圧ろ過が好ましい。ろ過に用いるフィルターは、活性炭を分離することができるものであれば特に制限されることはない。
【００２８】
本発明において、固液分離されたジメチルスルホキシドおよび水を含む混合液の蒸留としては、例えば高圧蒸留、低圧蒸留、減圧蒸留、分子蒸留、単蒸留、精留、連続蒸留、回分蒸留等を例示することができ、なかでも減圧での精留が好ましい。
【００２９】
本発明において、ジメチルスルホキシドおよび水を含む混合液を蒸留する際の内温は、１３０℃以下、好ましくは１１０℃以下である。内温１３０℃以下で蒸留することにより、ジメチルスルホキシドが分解するのを抑制し、かつ分解に起因する臭気の発生を防ぐことができる。
【００３０】
また、ジメチルスルホキシドを減圧で蒸留するときの圧力は、好ましくは１４．２ｋＰａ以下、より好ましくは６．７ｋＰａ以下である。減圧して蒸留することにより、ジメチルスルホキシドの分解を抑制し、臭気の増加を抑制することができる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３２】
本実施例において、原料ジメチルスルホキシドの化学純度、精製処理によって得られたジメチルスルホキシド（以下、「精製ジメチルスルホキシド」という。）および原料ジメチルスルホキシドの吸光度および臭気強度は、以下の方法で測定した。
【００３３】
（原料ジメチルスルホキシドの純度の測定方法）
以下の条件のガスクロマトグラフ（島津社製ＧＣ−２０１０）により、原料ジメチルスルホキシドの化学純度を測定した。
分析装置      ：ＧＣ
キャリアガス  ：ヘリウム  （カラム流量１．７ｍＬ／分）
分析カラム    ：ＲＥＳＴＥＫ社製Ｒｘｔ−１  （１５ｍ×０．３２ｍｍ×３μｍ）
カラム温度    ：１００℃（１５分）→（１０℃／分）→１７０℃（２０分）
注入口温度    ：２１０℃
注入量        ：１μＬ
検出器        ：ＦＩＤ
検出器温度    ：２２０℃
【００３４】
（精製ジメチルスルホキシドおよび原料ジメチルスルホキシドの吸光度の測定方法）
ジメチルスルホキシドを事前に窒素バブリングを３０分間実施し、その後１０分以内に、紫外吸光光度計（島津社製ＵＶ−１８００）を使用し、以下の条件で２７５ｎｍの吸光度を測定した。
分析装置      ：紫外吸光光度計
セル          ：石英、幅１ｃｍ
ブランク      ：水
【００３５】
（精製ジメチルスルホキシドおよび原料ジメチルスルホキシドの臭気強度の測定方法）
ジメチルスルホキシドの臭気を、下記に示す６段階の臭気強度表示法に基づき３人のパネラーが官能評価した。３０ｍＬサンプル瓶に、ジメチルスルホキシドを１５ｍＬ入れサンプルとした。パネラー３人が同じサンプルの臭気を、室温下でサンプル瓶に鼻を近づけて嗅ぎ、下記に示す０〜５の６段階の基準で判定し、３人の判定値のうち多数の値をサンプルの臭気強度とした。
臭気強度０：  無臭
臭気強度１：  やっと感知できるにおい
臭気強度２：  何のにおいか判る弱いにおい
臭気強度３：  楽に感知できるにおい
臭気強度４：  強いにおい
臭気強度５：  強烈なにおい
【００３６】
（実施例１）
１１０ｍＬサンプル瓶に純度９９．９重量％の一般工業品質のジメチルスルホキシド（２７５ｎｍにおける吸光度が０．２２、臭気強度が３）５０ｇとＪＩＳ−Ｋ０５５７のＡ４相当のイオン交換水５０ｇ（１００重量部／ジメチルスルホキシド１００重量部）、粉末活性炭（日本エンバイロケミカルズ社製）０．５ｇ（１．０重量部／ジメチルスルホキシド１００重量部）を仕込み、室温下で１時間撹拌した。この混合液を０．４５μｍのフィルターに通液し活性炭を除去した。得られたろ液を、２００ｍＬ丸底フラスコに移し、丸底フラスコの口にラシヒリング（長さ５ｍｍ、内径３ｍｍ、外径５ｍｍ）を１０ｃｍ充填した直径３ｃｍ、高さ１５ｃｍの精留管を設置し、６．７ｋＰａで減圧蒸留した。丸底フラスコの内温４５℃から加熱を開始し、温度が１０７℃に到達した時点で受器を交換し、４０ｇの精製ジメチルスルホキシドを得た。この時の蒸留収率は８０％であった。得られた精製ジメチルスルホキシドの２７５ｎｍにおける吸光度は０．０８であり、臭気強度は１であった。これらの結果を表１にまとめて示す。なお表中、水および活性炭の添加量の単位は、ジメチルスルホキシドを１００重量部としたときの重量部として記載する。
【００３７】
（実施例２〜５）
水の添加量または活性炭の添加量を、表１に記載するように変更したことを除き、実施例１と同様の精製操作を行った。実施例２，３，４および５の蒸留収率は、８１％，７９％，８０％および７９％であった。得られた精製ジメチルスルホキシドの品質を、表１に記載する。
【００３８】
（実施例６〜７）
実施例１において、添加する水の種類を、ＪＩＳ−Ｋ０５５７のＡ４相当の蒸留水または超純水に変更したことを除き、実施例１と同様の精製操作を行った。実施例６および７の蒸留収率は、８０％および８１％であった。得られた精製ジメチルスルホキシドの品質を、表１に記載する。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
（比較例１〜３）
比較例１，２は、表２に記載するように水の添加量を変更したことを除き、実施例１と同様の操作を行った。また比較例３は、水の代わりにメタノール（ナカライテスク社製特級）を添加したことを除き、実施例１と同様の操作を行った。比較例１，２および３の蒸留収率は、８５％，９５％および９５％であった。得られたジメチルスルホキシドの品質は表２の通りである。
【００４１】
（比較例４）
純度９９．９重量％の工業品ジメチルスルホキシド５０ｇとＪＩＳ−Ｋ０５５７のＡ４相当のイオン交換水５０ｇ（１００重量部／ジメチルスルホキシド１００重量部）の混合液を調製した。ロートの足にウォセップ（東レ社製高性能油吸着材）５ｇを詰め、そこへ得られた混合液を３時間かけて通液させた。その混合液を用いて実施例１と同様の蒸留操作を行った。この時の蒸留収率は８０％であった。得られたジメチルスルホキシドの品質は表２の通りである。
【００４２】
（比較例５、６）
陽イオン交換樹脂または陰イオン交換樹脂からなるイオン交換樹脂（ピュロライト社製）３０ｍＬをカラムに充填した。陽イオン交換樹脂の場合は５％ＨＣｌ水溶液、陰イオン交換樹脂の場合は５％ＮａＯＨ水溶液を５００ｍＬカラム底部より通液した後、イオン交換水で中性になるまでそれぞれ洗浄した。実施例１において、粉末活性炭０．５ｇを上記で洗浄したイオン交換樹脂５ｇに変更したこと以外は、実施例１と同様の操作を行った。比較例５および６における蒸留収率は、いずれも７９％であった。得られたジメチルスルホキシドの品質は表２の通りである。
【００４３】
（比較例７）
実施例１において、粉末活性炭０．５ｇの代わりに乾燥させたモレキュラーシーブ４Ａ（ナカライテスク社製）５ｇに変更したこと以外は実施例１と同様の操作を行った。この時の蒸留収率は８０％であった。得られたジメチルスルホキシドの品質は表２の通りである。
【００４４】
（比較例８）
実施例１において、蒸留温度を５５〜１３５℃に変更したこと以外は同様の操作を行った。この時の蒸留収率は８０％であった。得られたジメチルスルホキシドの品質は表２の通りである。
【００４５】
【表２】
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