(57)【要約】アルカリ金属シアン化合物、アルカリ金属水酸化物及び低級アルコールと塩素を水溶液中で反応せしめてイミド炭酸エステル溶液を生成せしめ、次にこれに有機溶媒を加えた後、シアナミド溶液を加えてＮ−シアノイミド炭酸エステルを生成せしめ、そしてこれを有機溶媒抽出液で抽出後、還元剤水溶液で洗浄して高純度で安定なＮ−シアノイミド炭酸エステルを得る第一の工程と、前記第一工程で得られたＮ−シアノイミド炭酸エステルを２−アミノエタンチオールと反応させて環化せしめることにより、２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンを得る第二の工程とを含んでなる高純度２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンの製造方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ金属シアン化合物、アルカリ金属水酸化物及び低級アルコールと塩素を水溶液中で反応せしめてイミド炭酸エステル溶液を生成せしめ、次にこれに有機溶媒を加えた後、シアナミド溶液を加えてＮ−シアノイミド炭酸エステルを生成せしめ、そしてこれを有機溶媒抽出液で抽出後、還元剤水溶液で洗浄して高純度で安定なＮ−シアノイミド炭酸エステルを得る第一の工程と、
前記第一工程で得られたＮ−シアノイミド炭酸エステルを２−アミノエタンチオールと反応させて環化せしめることにより、２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンを得る第二の工程と
を含んでなる高純度２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンの製造方法。
【請求項２】
アルカリ金属シアン化合物とシアナミドとのモル比が１：１〜０．２である請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
イミド炭酸エステル溶液のｐＨを６．７〜７．０に制御しながらシアナミドと反応させる請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
有機溶媒がクロロホルムである請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
還元剤が亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸ナトリウム及びチオ硫酸ナトリウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の還元剤である請求項１に記載の製造方法。
【請求項６】
アルカリ金属シアン化合物、アルカリ金属水酸化物及び低級アルコールと塩素を水溶液中で反応せしめてイミド炭酸エステル溶液を生成せしめ、
次に、これに有機溶媒を加えた後、シアナミド溶液を加えてＮ−シアノイミド炭酸エステルを生成せしめ、
そしてこれを有機溶媒抽出液で抽出後、還元剤水溶液で洗浄することを含んでなるＮ−シアノイミド炭酸エステルの製造方法。
【請求項７】
Ｎ−シアノイミド炭酸エステル製造後の母液をＮ−シアノイミド炭酸エステルの抽出液に混合してリサイクルする請求項６に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は医薬及び農薬の中間原料として有用な２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンの工業的製法に関し、更に詳しくは、アルカリ金属シアン化合物、アルカリ金属水酸化物、低級アルコール、塩素及びシアナミドから、高純度で安定な中間体であるＮ−シアノイミド炭酸エステルを得、これを用いて高純度の２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンを製造する方法に関する。
背景技術
Ｎ−シアノイミド酸エステルの製造法については、従来からいくつかの方法が知られており、例えば、１）欧州特許出願公開ＥＰ１４，０６４（Ａ２）（１９８０）や特開平５−１８６４１２号公報（１９９３）、更には特開平５−１８６４１３号公報（１９９３）には、水酸化ナトリウム及びメタノールとガス状又は溶液状のクロルシアン及びシアナミドから、Ｎ−シアノイミド炭酸メチルを得る方法が提案されている。この反応は、次式で表わされるものと考えられる。
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また、２）ドイツ特許出願公開ＤＥ３，２２５，２４９（Ａ１）（１９８３）にはシアン化ナトリウム、水酸化ナトリウム及びメタノールと塩素及びシアナミドから、次式に示される通り、Ｎ−シアノイミド炭酸メチルを得る方法が提案されている。
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一方、３）２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンの製造方法としては、Ｎ−シアノイミドジチオ炭酸エステルを用いる方法が、Ａｒｃｈ．Ｐｈａｒｍ．（Ｗｅｉｈｅｉｍ，Ｇｅｒ．），３０５（１０），Ｐ７３１（１９７２）、特開昭４８−９１０６４号公報、Ｇａｚｚ．Ｃｈｉｍ．Ｉｔａｌ．，１１０（５−６），Ｐ３４５やＷＯ９２−１７４６２（１９９２）などに記載されている。この反応は、次式で表わされるものと考えられる。
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更には４）類似の原料を用いる方法として特開昭６０−２８９６９号公報（１９８５）に記載がある。この反応は、次式で表わされるものと考えられる。
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また、５）Ｎ−シアノイミド炭酸エステルを用いる方法については、Ｊ．Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌ．Ｃｈｅｍ．，２４（１），Ｐ２７５（１９８７）にジフェニルエステルを用いる方法が記載されている。この反応式は以下の通りである。
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更に、６）Ｎ−シアノイミド炭酸メチルを用いる方法については、Ｏｒｇ．Ｐｒｅｐ．Ｐｒｏｃｅｄ．Ｉｎｔ．，２６（６），Ｐ７２１（１９９１）、ドイツ特許ＤＥ４４２７５３９（Ａ１）（１９９６）や欧州特許ＥＰ６９５７４４（Ａ１）（１９９６）に記載されている。この反応式は以下の通りである。
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しかしながら、前記クロロシアンを用いる第１の提案では原料として、猛毒性のクロルシアンを、ガスとして取り扱う必要があり、装置の材質及び密閉性並びに排気、排水などの処理設備などに格別な注意をはらわなければならないため、工業的スケールでの実施は困難であった。
また、前記第２の提案でも、生成するＮ−シアノイミド炭酸メチルの安定した収量が期待できず、状況によっては極端に収率が低下することもある。品質的にも純度が低いばかりではなく、安定性が悪く、更に、吸湿性が強く長期間の保管が出来ないため、工業的スケールで実施するのは困難かつ不経済であった。
更に、Ｎ−シアノイミド炭酸エステルには、有機溶剤に対する溶解性が高いものが多く、これらを含んだ溶液を濃縮し晶析させて結晶を得ようとする場合、その安定性が悪いことから、濃縮段階でのロスが大きく収率が悪い。さらに物質の性質上、加水分解しやすいものが多く、抽出時や分液時に温度に注意する必要があったため、簡単に生成物を分離乾燥させ、安定な生成物を得ることが求められていた。
また、有機溶媒の中でも特に塩化メチレンを用いた場合、塩化メチレンの沸点が低いため、その回収率は通常５０％程度にとどまり、原料費が高くなるという問題があった。この回収率を上げるためには、更に冷媒循環装置等の特殊な設備が必要となり、新たな設備投資が伴うこととなる。
一方、２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンの原料として他の化合物Ｎ−シアノイミドジチオ炭酸エステルを用いる前記第３及び第４の提案では、反応時に脱離するガス状のメチルメルカプタンの毒性や引火性、更には臭気が問題となる。また、この化合物を調製するに当たっては引火性や毒性が非常に高い二硫化炭素を用いなければならないという問題があった。
Ｎ−シアノイミド炭酸エステルの場合は、フェノール若しくはアルコールが副生するため、回収し再利用することが容易であると同時に、毒性更には臭気の問題をなくする効果がある。しかし、前記第５の提案においては、使用するジフェノキシ体が高価でかつ入手困難であり、第６の提案においても、生成する２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンの純度が低く、本来、緻密な制御が必要な製法にも関わらず、その条件設定が不十分であり、工業的に安定した製品供給は困難であった。
発明の開示
従って、本発明は、従来技術における前記問題点を解消し、安全で安価なＮ−シアノイミド炭酸エステル及び２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンの工業的製法を開発することを目的とする。
本発明は、また、Ｎ−シアノイミド炭酸エステル及び２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンを収率よく、かつ高純度で高品質の結晶として製造する方法を提供することを目的とする。
本発明に従えば、アルカリ金属シアン化合物、アルカリ金属水酸化物及び低級アルコールと塩素を水溶液中で反応せしめてイミド炭酸エステル溶液を生成せしめ、次にこれに有機溶媒を加えた後、シアナミドを加えてＮ−シアノイミド炭酸エステルを生成せしめ、そしてこれを有機溶媒抽出液で抽出後、還元剤水溶液で洗浄することにより、高純度で安定なＮ−シアノイミド炭酸エステルを製造することができる。
本発明に従えば、また前記方法で得られた高純度で安定なＮ−シアノイミド炭酸エステルと２−アミノエタンチオールとを反応させて環化せしめることにより、特に、煩雑な精製を行なうことなく、高純度の２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンを製造することができる。
発明を実施するための形態
以下本発明の実施の形態について詳しく説明する。
本発明に従えば、アルカリ金属シアン化合物、アルカリ金属水酸化物及び低級アルコールと塩素及びシアナミドより、中間体のＮ−シアノイミド炭酸エステルを経て、２−アミノエタンチオールと反応させ、容易かつ安全に目的の２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンを製造できる。
本発明の第一の反応は次式のように進行するものと考えられる。
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本発明ではまず、アルカリ金属シアン化合物、アルカリ金属水酸化物及び低級アルコールを水中に溶解し、塩素ガスを吹き込んで反応させてイミド炭酸エステル溶液を製造する。この反応においては、アルカリ金属シアン化合物１モルに対して、アルカリ金属水酸化物を、好ましくは約０．５〜３当量、更に好ましくは１．０〜１．２当量加えるのがよい。また、この反応においては、アルカリ金属シアン化合物１モルに対して、低級アルコールを、好ましくは約２．０〜５．０当量、更に好ましくは２．８〜３．２当量加えるのがよい。更に、この反応においては、アルカリ金属シアン化合物１モルに対して、塩素を、好ましくは約０．５〜１．５当量、更に好ましくは０．８〜１．２当量加えるのがよい。塩素が不足した場合は、収率が低下し、過剰の場合も中間体が分解してジアルキル炭酸となり収率が低下するおそれがある。
アルカリ金属シアン化合物の具体例としては、シアン化ナトリウム、シアン化カリウム等が使用できるが、経済性及び反応性の面から、シアン化ナトリウムの使用が好ましい。
アルカリ金属水酸化物の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等があげられるが、経済性及び反応性の面から、水酸化ナトリウムの使用が好ましい。
低級アルコールの具体例としては、メタノール、エタノール、ノルマルプロパノール、イソプロパノール等があげられるが、経済性及び反応性の面から、メタノールの使用が好ましい。
この反応の温度は反応速度、原料や生成したイミド炭酸エステルの分解および副反応の抑制等の観点から適宜選択できるが、−５〜１０℃が最も好ましい。反応時間は、特に制限されるものではないが、好ましくは５〜２０時間、更に好ましくは、６〜１０時間の範囲で行うのがよい。
本発明では前記イミド炭酸エステル溶液に、有機溶媒を加えた後、冷却下、アルカリ金属シアン化合物１モル当りシアナミドを、好ましくは約０．２〜１．０モル、更に好ましくは０．７〜０．８モル加えることにより、イミド炭酸エステル溶液を好適に製造する。この際、酸を用いてｐＨを６．７〜７．０に制御することが好ましい。
本反応に用いるシアナミドは結晶又は溶液として添加することができる。溶液とする場合の溶媒は、反応原料、反応中間体と反応せず、原料を溶解しうる溶媒であれば特に限定されるものではないが、安価で安全性が高いという面から水を使用するのが好ましい。その際のシアナミド濃度は、好ましくは約５〜１００重量％、更に好ましくは１０〜６０重量％である。
本反応の反応温度は特に限定されないが、３０℃以下で好適に行うことができるが、反応速度、原料や生成したＮ−シアノイミド炭酸エステルの分解及び副反応の抑制等の観点から１０〜２５℃が最も好ましい。シアナミドの添加時間は、特に制限されるものではないが、好ましくは１〜１０分、更に好ましくは、２〜５分の範囲で行うのがよい。更に熟成時間として、好ましくは１〜５時間、更に好ましくは２〜３時間で反応を完結させるのがよい。
ｐＨを制御する酸の具体例としては、塩酸、硫酸、硝酸、炭酸、リン酸等が使用できるが、経済性の面から、塩酸、硫酸の使用が好ましい。
反応終了後、油層部を分液し、反応液に対し等重量から２倍量の有機溶剤を用い、１回から５回の抽出を行う。
Ｎ−シアノイミド炭酸エステル用抽出液のための有機溶剤の具体例としては、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、ベンゼン、トルエン、キシレン、酢酸メチル、酢酸エチル等が使用できるが、回収時の温度を勘案した安定性や凝縮のための設備を考慮した経済性の面、更には抽出効率の良さから、クロロホルムの使用が好ましい。この抽出温度は、特に限定されないが、２５℃以下の温度で好適に行うことができるが、抽出速度、原料や生成したＮ−シアノイミド炭酸エステルの分解及び副反応の抑制等の観点から０〜１５℃が最も好ましい。抽出時間は、特に制限されるものではないが、好ましくは３０分〜２時間、更に好ましくは３０分〜１時間の範囲で行うのがよい。
本発明では、次に抽出したＮ−シアノイミド炭酸エステルを還元剤水溶液にて洗浄し、脱水処理を行う。この処理により、製造過程でのＮ−シアノイミド炭酸エステルの安定化がはかれるばかりでなく、安定かつ高純度な最終製品を得ることができる。
洗浄のための還元剤の具体例としては、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム等が使用できるが、水溶液での安定性や還元能力を考慮した経済性の面から、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸ナトリウムが望ましい。
また、洗浄のための還元剤水溶液の濃度及び使用量は特に限定されないが、水溶液濃度１〜５０重量％で、抽出液の２０分の１から２分の１の重量を使用すれば好適に行うことができるが、容積効率や廃水処理負荷抑制等の観点から、水溶液濃度２〜１０重量％で抽出液と１０分の１から５分の１の重量を使用するのが最も好ましい。
本洗浄の温度は特に限定されないが、２５℃以下の温度で好適に行うことができるが、原料や生成したＮ−シアノイミド炭酸エステルの分野及び副反応の抑制等の観点から０〜１５℃が最も好ましい。抽出時間は、特に制限されるものではないが、好ましくは３０分〜２時間、更に好ましくは４０分〜１時間の範囲で行うのがよい。
一方、脱水処理のための乾燥剤の具体例としては、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化カルシウム、モレキュラーシーブ等が使用できるが、脱水の効率や本抽出液に対する溶解性の低さを考慮した経済性の面から、モレキュラーシーブが望ましく、特にモレキュラーシーブ（３Ａ）が好適に使用できる。
これら抽出物を減圧下濃縮し、濃縮終了後、濃縮液を、除々に、例えば５℃以下の温度に冷却し、Ｎ−シアノイミド炭酸エステルの結晶を析出させる。このスラリーを分離し得られる結晶の収率は通常６０％以上（アルカリ金属シアン化合物基準）であり、純度は９９％以上（純度はＨＰＬＣ法で測定）である。また、濾液を含めた生成率は通常９０％以上（アルカリ金属シアン化合物基準）である。
本濃縮の温度は特に限定されないが、５０℃以下で好適に行うことができるが、抽出速度、原料や生成したＮ−シアノイミド炭酸エステルの分解及び副反応の抑制等の観点から３５〜４５℃が最も好ましい。濃縮時間は、特に制限されるものではないが、好ましくは３０分〜１０時間、更に好ましくは４時間〜７時間の範囲で行うのがよい。
更に、分離後の濾液は、再度、次の反応の抽出にそのままリサイクル可能である。
前記の結晶を箱型乾燥器、流動乾燥器、気流乾燥器などの公知の乾燥器を用い、特に次の反応に用いる場合は、乾燥と同時に有機溶媒を完全に除去して乾燥品とすることが肝要である。特に、例えば後述する２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンの原料として用いる場合、数％オーダーでも残存すると、全く製品が得られないこともある。
乾燥条件は、乾燥器により異なるが、箱型乾燥器を用いる場合には、脱水速度、Ｎ−シアノイミド炭酸エステル無水物の分解防止の観点から、好ましくは乾燥温度１０〜８０℃、更に好ましくは３０〜５０℃、好ましくは乾燥時間３０分〜１０時間、更に好ましくは１〜８時間で行うのがよい。
本発明の第二の反応は次式のように進行するものと考えられる。
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本発明ではアルカリ水溶液に２−アミノエタンチオール鉱酸塩を加え、上記の反応で生成したＮ−シアノイミド炭酸エステルと反応させる。
２−アミノエタンチオール塩は、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、酢酸塩等が使用可能だが、反応性より鉱酸塩が好ましく、溶解性、経済性などの観点より塩酸塩が更に好ましい。
また、中和に使用するアルカリは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が使用できるが、経済性及び反応性の面から、水酸化ナトリウムが好ましい。
シテアミン塩に対するアルカリの好ましい添加量はシテアミン塩１モル当り１．９〜２．１当量、更に好ましくは１．９５〜２．０５当量である。
更に、２−アミノエタンチオール塩の代わりにフリーのものも反応に供すことができる。この場合、そのままでも溶液での使用でも可能である。この場合のシテアミンに対するアルカリの好ましい添加量はシテアミン塩１モル当り０．９〜１．１当量、更に好ましくは０．９５〜１．０５当量である。
２−アミノエタンチオール溶液は反応溶媒と同一の溶媒、又は反応溶媒と混合し得る溶媒を用いて２０〜３０重量％の濃度に調整して用いる。
Ｎ−シアノイミド炭酸エステルを添加する際の反応温度は、使用するＮ−シアノイミド炭酸エステル溶液の分解防止の点から、２０℃以下で行うのが好ましく、反応速度を勘案すると０℃〜１０℃が更に好ましい。好ましい反応時間は２０分〜３時間である。
本発明では上記反応液を酸にてｐＨ調整した後、加熱することにより所望の環化反応を行わせしめ、目的の２−シアノイミノ−１．３−チアゾリジンの結晶を得ることができる。この環化反応は、好ましくはｐＨ１０〜１１、更に好ましくはｐＨ１０．２〜１０．６で行うのがよい。
ｐＨ調整に用いることができる酸としては、特に限定されるものではなく、例えば、塩酸、硫酸、硝酸等の鉱酸を挙げることができ、各種溶媒の使用も可能だが、反応性のよさや入手の容易さなどの観点から塩酸の使用が好ましい。この反応は反応液を激しく撹拌しながら、例えば５〜１００重量％の濃度の酸を、好ましくは反応温度１０〜３０℃、更に好ましくは１５〜２５℃の反応温度を保てる速度で添加する。
前記環化反応の反応温度は重合等の副反応防止等の観点から、４５℃以下の温度で行うのが好ましく、反応速度を勘案すると３５〜４０℃の温度が更に好ましい。反応時間は、特に制限されるものではないが、好ましくは５〜１５時間、更に好ましくは７〜１０時間の範囲で行うのがよい。
反応終了後、反応液を除々に、例えば１５℃以下の温度に冷却し、更にｐＨ調整の後、２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジン結晶を析出させる。このｐＨ調整は、好ましくはｐＨ５．５〜７．５、更に好ましくはｐＨ６．６〜７．０で行うのがよい。ｐＨ調整に用いることができる酸としては、特に限定されるものではなく、例えば、塩酸、硫酸、硝酸等の鉱酸を挙げることができ、各種溶媒の使用も可能だが、反応性のよさや入手の容易さなどの観点から塩酸の使用が好ましい。このスラリー溶液を、例えば１５℃以下の温度に冷却し、このスラリーを分離し、得られる２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンの結晶の収率は通常８０％以上（シアナミド基準）であり、純度は９９％以上（ＨＰＬＣで測定）である。
乾燥条件は、乾燥器により異なるが、箱型乾燥器を用いる場合には、２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンの分解防止の観点から、好ましくは乾燥温度６０〜８０℃、更に好ましくは６５〜７５℃、好ましくは乾燥時間３０分〜４８時間、更に好ましくは８〜１６時間で行うのがよい。
実施例
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、これらの実施例に限定するものでないことをいうまでもない。
実施例１
温度計及び撹拌装置を備えた１０００ｍｌの四ツ口フラスコに、水１０８ｇ（６．０モル）を仕込み、撹拌しながら２５重量％水酸化ナトリウム水溶液２５６．０ｇ（１．６モル）、シアン化ナトリウム７０．９ｇ（１．５モル）を加え、５℃以下を保ちながら、塩素ガス（１．５モル）を６時間かけて反応させた。反応終了後、窒素ガスにて残留塩素ガスを系外に排気した。次に５℃以下の温度に保ちながら、３６重量％塩酸水溶液を加え、ｐＨを７．０に調整した後、クロロホルム３５０ｍｌ（２．０モル）を加えた。
２５重量％シアナミド水溶液１４２．０ｇ（０．８５モル）を加え、３６重量％塩酸水溶液を逐次添加することでｐＨを６．６〜７．０に調整しながら、２時間反応させ、その後分液し水層をクロロホルム３００ｍｌ（１．７モル）で２回抽出した。
得られたクロロホルム溶液を５重量％亜硫酸水素ナトリウム水溶液２００ｇ（０．０７モル）で２回水洗した後、モレキュラーシーブ３Ａ５．０ｇで脱水する。モレキュラーシーブを濾別後、減圧濃縮し冷却すると白色結晶が得られた。吸引濾過により濾別し、Ｎ−シアノイミド炭酸メチル湿結晶６３．１ｇを得た。これを、４０℃で５時間減圧乾燥させ、純度９９．７％のＮ−シアノイミド炭酸メチル６２．１ｇ（収率６３．５％＝シアナミドからの純度換算値（以下同じ））を得た。得られたＮ−シアノイミド炭酸メチルの融解温度は６１℃で、純度と融点との関係は図１に示した。次にこのＮ−シアノイミド炭酸メチルの純度の経時変化を以下の方法で試験した。
即ち、５０ｍｌサンプル瓶に上記純度９９．７％のＮ−シアノイミド炭酸メチル１０ｇを入れ、密栓をした後、２５℃の恒温槽に保管する。約３ヶ月後、取り出して純度の分析を行った。結果は表Ｉに示す。
なお、この際得られる濾液は、６５．４ｇであり、その液中のＮ−シアノイミド炭酸メチルの濃度は３０．４％であった。この値は収率換算で２０．０％に相当する。
温度計及び撹拌装置を備えた３００ｍｌの四つ口フラスコに水１００ｍｌ（２．９モル）を仕込み、撹拌しながら２５重量％水酸化ナトリウム水溶液８３．２ｇ（０．５モル）を加え、次に２−アミノエタンチオール塩酸塩２８．６ｇ（０．２５モル）を加え、３０℃に加熱し溶解させた。その後５℃以下の温度を保ちながら、前記Ｎ−シアノイミド炭酸メチル２８．６ｇ（０．２５モル）を加え、２時間反応させた。その後、２０℃に加温し、３６重量％塩酸水溶液にてｐＨを１０．５に調整した後、４０℃で８時間反応させた。
反応終了後、１０℃の温度まで冷却し、３６重量％塩酸水溶液でｐＨを４．５に調整後、吸引濾過により濾別し、２−シアノイミノ−イミノ−１，３−チアゾリジン湿結晶３８．９ｇを得た。これを７０℃で８時間減圧乾燥させ、純度９９．７％の２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンを収率８８．０％（仕込みのＮ−シアノイミド炭酸メチル基準）で得た。
実施例２
実施例１と同様に反応及び抽出を行った後、その抽出液に実施例１の濾液を混合し、同様に濃縮、晶析、乾燥を行い、純度９９．９％のＮ−イアノイミド炭酸メチル７８．２ｇを得た。シアナミドからの収率は８０．７％に相当する。得られたＮ−シアノイミド炭酸メチルの融解温度は６１℃であった。純度と融点との関係を図１に示した。また純度の経時変化は表Ｉに示す通りであった。
なお、実施例２で得られた濾液は７１．５ｇであり、その液中のＮ−シアノイミド炭酸メチル濃度は２９．８％であり、この値は収率換算で２５．３％に相当する。
温度計及び撹拌装置を備えた３００ｍｌの四つ口フラスコに水１００ｍｌ（２．９モル）を仕込み、撹拌しながら２５重量％水酸化ナトリウム水溶液８３．２ｇ（０．５モル）を加え、次に、２−アミノエタンチオール塩酸塩２８．６ｇ（０．２５モル）を加え、３０℃に加熱し溶解させた。その後、温度を５℃以下に保ちながら、前記Ｎ−シアノイミド炭酸メチル２８．６ｇ（０．２５モル）を加えた後、２時間反応させた。その後、２０℃に加温し、３６重量％塩酸水溶液でｐＨを１０．５に調整した後、４０℃で８時間反応させた。
反応終了後、温度１０℃まで冷却し、３６重量％塩酸水溶液でｐＨを４．５に調整し、吸引濾過により濾別し、２−シアノイミノ−イミノ−１，３−チアゾリジン湿結晶３８．９ｇを得た。これを７０℃で８時間減圧乾燥させ、純度９９．７％の２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンを収率８８．０％（仕込みＮ−シアノイミド炭酸メチル基準）で得た。
比較例１
温度計及び撹拌装置を備えた１０００ｍｌの四ツ口フラスコに、水１０８ｇ（６．０モル）を仕込み、撹拌しながら２５重量％水酸化ナトリウム水溶液２４０．０ｇ（１．５モル）、シアン化ナトリウム６８．６ｇ（１．４モル）を加え、５℃以下の温度を保ちながら塩素ガス（１．５モル）を６時間かけて反応させた。反応終了後、窒素ガスで残留塩素ガスを系外に排気した。次に、３６重量％塩酸水溶液でｐＨを７．０に調整し、次にクロロホルム３５０ｍｌ（２．０モル）を加えた。
２７重量％シアナミド水溶液１５５．０ｇ（１．０モル）、３６重量％塩酸水溶液５３．７ｇ（０．５３モル）を加え（この時点でのｐＨは６．６）、２時間反応させ、次に分液し、水層をクロロホルム３００ｍｌ（１．７モル）で２回抽出した。得られたクロロホルム溶液を、減圧濃縮し冷却すると白色結晶が得られる。吸引濾過により濾別し、Ｎ−シアノイミド炭酸メチル湿結晶３８．８ｇを得た。これを、４０℃で５時間減圧乾燥させ、純度９２．８％のＮ−シアノイミド炭酸メチル３４．８ｇ（収率２８．３％）を得た。得られたＮ−シアノイミド炭酸メチルの融解温度は５８℃であった。純度と融点との関係を図１に示した。また純度の経時変化は表Ｉに示す通りであった。
温度計及び撹拌装置を備えた３００ｍｌの四つ口フラスコに、水１００ｍｌ（２．９モル）を仕込み、撹拌しながら２５重量％水酸化ナトリウム水溶液８３．２ｇ（０．５モル）を加えた後、２−アミノエタンチオール塩酸塩２８．６ｇ（０．２５モル）を加え、３０℃に加熱し溶解させる。その後５℃以下を保ちながら、前記Ｎ−シアノイミド炭酸メチル２０．５ｇ（０．１８モル）を加えた後、２時間反応させた。その後、２０℃に加温し、３６重量％塩酸水溶液にてｐＨを９．５に調整した後、４０℃で３６重量％塩酸水溶液にてｐＨを９．０に調整後、８時間反応させようとしたが、２時間の時点でポリマー化が起こり、反応が失敗に終わった。
比較例２
温度計及び撹拌装置を備えた１０００ｍｌの四ツ口フラスコに水１０８ｇ（６．０モル）を仕込み、撹拌しながら２５重量％水酸化ナトリウム水溶液２５６．０ｇ（１．６モル）、シアン化ナトリウム７０．９ｇ（１．５モル）を加え、５℃以下を保ちながら塩素ガス（１．５モル）を６時間かけて反応させた。反応終了後、窒素ガスにて残留塩素ガスを系外に排気した。そして５℃以下保ちながら、３６重量％塩酸水溶液を加え、ｐＨを７．０に調整した後、クロロホルム３５０ｍｌ（２．０モル）を加えた。
２５重量％シアナミド水溶液１４２．０ｇ（０．８５モル）を加え、ｐＨを６．６から７．０に、３６重量％塩酸水溶液で調整しながら２時間反応させた後、分液し水層をクロロホルム３００ｍｌ（１．７モル）で２回抽出した。得られたクロロホルム溶液を、モレキュラーシーブ３Ａ５．０ｇで脱水した。モレキュラーシーブで濾別後、減圧濃縮し、冷却して白色結晶を得た。吸引濾過により濾別し、Ｎ−シアノイミド炭酸メチル湿結晶７７．１ｇを得た。これを、４０℃で５時間減圧乾燥させ、純度９４．０％のＮ−シアノイミド炭酸メチル７１．８ｇ（収率６９．７％）を得た。得られたＮ−シアノイミド炭酸メチルの融解温度は５６．９℃であった。純度と融点との関係を図１に示した。また得られたＮ−シアノイミド炭酸メチルの純度の経時変化は表Ｉに示す。
温度計及び撹拌装置を備えた３００ｍｌの四つ口フラスコに水１００ｍｌ（２．９モル）を仕込み、撹拌しながら２５重量％水酸化ナトリウム水溶液８３．２ｇ（０．５モル）を加えた後、２−アミノエタンチオール塩酸塩２８．６ｇ（０．２５モル）を加え、３０℃に加熱し溶解させた。その後５℃以下を保ちながら、前記Ｎ−シアノイミド炭酸メチル３０．４ｇ（０．２５モル）を加えた後、２時間反応させた。その後、２０℃に加温し３６重量％塩酸水溶液にてｐＨを９．５に調整した後、４０℃に加温し、３６重量％塩酸水溶液にてｐＨを９．０に調整した後で８時間反応させた。
反応終了後、１０℃まで冷却し、３６重量％塩酸水溶液でｐＨを６．０に調整後、吸引濾過により濾別し、２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジン湿結晶３５．４ｇを得た。これを７０℃で８時間減圧乾燥させ、純度９０．３％の２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジン２５．１ｇ（収率７０．５％、仕込みのＮ−シアノイミド炭酸メチル基準）を得た。
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産業上の利用可能性
本発明方法によれば、２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンの工業的スケールでの実施において、従来法による各種の問題点、すなわち、副生成物の危険性、これに伴う製造設備などのコスト高及び収率の不十分さなどの問題点を解消して、高純度Ｎ−シアノイミド炭酸エステルを使用することにより目的化合物である２−シアノイミノ−１，３−チアゾリジンを工業的規模で生産することができる。
【図面の簡単な説明】
図１はＮ−シアノイミド炭酸メチルの純度と融点との関係を示すグラフ図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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