(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２−（メチルチオ）−５−（トリフルオロメチル）−１，３，４−チアジアゾールの製造方法であって、
（ａ）  メチルジチオカルバジネートと過剰量のトリフルオロ酢酸を溶媒の存在下で３０℃から１５０℃の温度で反応させ、そして
（ｂ）  水および余分なトリフルオロ酢酸を除去する、
段階を含む方法。
【請求項２】
該メチルジチオカルバジネートが水を５０重量パーセント以下の量で含有する請求項１記載の方法。
【請求項３】
該トリフルオロ酢酸とメチルジチオカルバジネートのモル比を１.１：１から５：１にする請求項１記載の方法。
【請求項４】
該溶媒がトリフルオロ酢酸である請求項１記載の方法。
【請求項５】
非プロトン性芳香族である共溶媒を用いる請求項１記載の方法。
【請求項６】
該共溶媒がトルエン、キシレン、クメンまたはメシチレンである請求項５記載の方法。
【請求項７】
該共溶媒がトルエンであり、それをメチルジチオカルバジネート１モル当たり少なくとも０.５モルのトルエンから成る量で存在させる請求項６記載の方法。
【請求項８】
蒸留を用いて水および余分なトリフルオロ酢酸を除去する請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明の分野はチアジアゾール類の合成である。より詳細には、本発明は、トリフルオロ酢酸とメチルジチオカルバジネートを用いて２−（メチルチオ）−５−（トリフルオロメチル）−１，３，４−チアジアゾールを製造する改良方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
現存の２−（メチルチオ）−５−（トリフルオロメチル）−１，３，４−チアジアゾール製造方法は、実験室の手順を商業的規模に適応させようとすると余分な費用がかかることで制限されている。現存する数多くの報告は実験室の研究を基にしており、このように、生成物の収率または純度が反応温度および個々の反応体の影響をどのように受けるかに関する情報はほとんど存在しない。加うるに、実験室で開発された手順は典型的に高価な試薬の使用そしてまたは費用のかかる技術（例えば分離および精製手順など）の使用を伴うことから、そのような手順および反応の使用を商業的規模の生産に直接適用するのは不可能である。
【０００３】
米国特許第３，５６２，２８４号には特定の２−（アルキルチオ）−５−（ハロゲノアルキル）−１，３，４−チアジアゾール類、例えば２−（メチルチオ）−５−（トリフルオロメチル）−１，３，４−チアジアゾール類などの製造方法が開示されており、そこでは溶媒（例えばトルエン）中でメチルジチオカルバジネートを無水カルボン酸（例えば無水トリフルオロ酢酸）またはカルボン酸（例えばトリフルオロ酢酸）と反応させている。上記反応は、三塩化燐およびピリジンの存在下で硫酸を添加することによって起こさせることができる（ドイツ特許出願公開第３，４２２，８６１号）か或はカルボニルクロライド類（例えばトリフルオロアセチルクロライド）およびジエチレングリコールジメチルエーテルに加えてピリジンおよび硫酸を添加することによって起こさせることができる（ドイツ特許出願公開第３，７２２，３２０号）。
【０００４】
この最初に述べた方法では反応体（無水物）が高価でありかつそれの使用量が過剰であることから、このような方法は商業的な大規模生産にはほとんど適さない。加うるに、無水物を用いた場合に利用される反応部分はそれの半分のみである。カルボン酸、三塩化燐、ピリジン、硫酸およびカルボニルクロライドを用いた反応では、ピリジンの分離回収で費用のかかる処理工程が必要になる。更に、三塩化燐は非常に難溶な反応生成物を生じることから混合を行うのが困難になり、かつ廃棄物が容認されない量で生じる。最後に、そのような方法で達成可能な収率は容認されないほど低い。
【０００５】
他の２−（置換）−５−（トリフルオロメチル）−１，３，４−チアジアゾール製造手順は、カルボン酸（例えばトリフルオロ酢酸）とジチオカルバジン酸エステルをホスホリルクロライドまたはポリ燐酸の存在下で反応させることを伴う［例えば米国特許第５，１６２，５３９号、そしてＧｙｏｅｆｉおよびＣｓａｖａｓｓｙ，Ａｃｔａ  Ｃｈｉｍｉｃａ  Ａｃａｄｅｍｉａｅ  Ｓｃｉｅｎｔｉａｒｕｍ  Ｈｕｎｇａｒｉｃａｅ，Ｔｏｍｕｓ  ８２（１）：９１−９７，１９７４を参照］。そのような燐化合物を用いると、結果として、燐酸塩を許容されないほど高いレベルで含有する廃生成物が生じ、従って環境障害が作り出される。更にその上、そのような方法では乾燥したメチルジチオカルバジネート類［毒性があって痙攣を起こさせる物質（ｃｏｎｖｕｌｓａｎｔ）］を用いる必要がある。このような材料は乾燥状態でひどい産業上の衛生問題を引き起こす。
【０００６】
従って、本技術分野では、２−（メチルチオ）−５−（トリフルオロメチル）−１，３，４−チアジアゾールを高い収率で効率良くもたらす実用的で安全で大規模な商業的製造方法が求められている。本発明はそのような方法を提供するものである。
【０００７】
【発明の簡単な要約】
本発明は２−（メチルチオ）−５−（トリフルオロメチル）−１，３，４−チアジアゾールの製造方法を提供するものである。本方法は、メチルジチオカルバジネートと過剰量のトリフルオロ酢酸の反応を溶媒中で水および余分なフルオロ酢酸の除去を伴って行う段階を含む。
【０００８】
好適には、トリフルオロ酢酸をメチルジチオカルバジネートを基準にして１０から５００パーセントモル過剰量で存在させる。即ち、トリフルオロ酢酸とメチルジチオカルバジネートのモル比を約１．１：１から約５：１にする。より好適には、トリフルオロ酢酸とメチルジチオカルバジネートのモル比を約１．２５：１から約３．５：１にし、更により好適には約１．２５：１から約２．０：１にする。
【０００９】
この反応を好適には約３０℃から約１５０℃、より好適には約３０℃から約１４０℃の温度で起こさせる。この温度を約８０℃から約１３０℃にした場合の反応時間は約１から約５時間である。
【００１０】
本方法で用いるメチルジチオカルバジネートは水を約５０重力パーセントに及んで含有していてもよい。この反応混合物に入っている水の全体量が好適にはメチルジチオカルバジネート０．５モル当たり約３０グラム以下の水になるようにする。
【００１１】
トリフルオロ酢酸とメチルジチオカルバジネートの反応を溶媒の存在下で起こさせる。１つの態様では、トリフルオロ酢酸を溶媒として用いる。しかしながら、好適には、この溶媒を芳香族共溶媒、例えばトルエン、キシレン、クメンまたはメシチレンにする。トルエンが特に好適である。
【００１２】
共溶媒を用いる場合には、共溶媒を用いない場合の反応に比較してトリフルオロ酢酸の量を少なくすることができる。このような共溶媒をメチルジチオカルバジネート１モル当たり少なくとも約０．５モルの共溶媒から成る量で存在させる。共溶媒を、好適にはメチルジチオカルバジネート１モル当たり約１．５モルから約３．０モルの共溶媒から成る量で存在させ、より好適にはメチルジチオカルバジネート１モル当たり約２．５モルから約３．０モルの共溶媒から成る量で存在させる。
【００１３】
本方法では水が副生成物として生じる。水および余分なトリフルオロ酢酸を反応混合物から留出させることでそれらの共沸除去を達成する。
【００１４】
【発明の詳細な記述】
Ｉ．  発明
本発明は除草剤の製造で用いるに有用な中間体である２−（メチルチオ）−５−（トリフルオロメチル）−１，３，４−チアジアゾール（ＴＤＡ）を製造する新規な方法を提供するものである。本発明の新規な方法ではメチルジチオカルバジネート（ＭＤＴＣ）とトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）を主反応体として用いる。本方法では、副生成物の除去で効率良い手段を用いかつ鍵となる試薬を再利用することを伴って、ＴＤＡを高い収率で生産することができる。
【００１５】
ＩＩ．  トリフルオロ酢酸を過剰量で用いる方法
２−（メチルチオ）−５−（トリフルオロメチル）−１，３，４−チアジアゾールを製造する本発明の方法は、１つの面において、メチルジチオカルバジネートを任意に共溶媒の存在下で過剰量のトリフルオロ酢酸と反応させそして生じた水と余分なトリフルオロ酢酸を除去する段階を含む。
【００１６】
本方法では如何なる手段で製造されたＭＤＴＣも使用可能である。特に好適なＭＤＴＣ製造手段が米国特許出願連続番号０８／７４３，７６３；０８／７４３，７６４および０８／７４３，７７５（全部１９９６年１１月７日付けで提出）に開示されている。上記特許出願の開示は全部引用することによって本明細書に組み入れられる。ＴＦＡは商業的に入手可能である。
【００１７】
ＴＦＡを、好適には、ＭＤＴＣを基準にして１０から５００パーセントモル過剰量で存在させる。即ち、ＴＦＡとＭＤＴＣのモル比（ＴＦＡ：ＭＤＴＣ）を約１．１：１から約５：１にする。より好適には、ＴＦＡ：ＭＤＴＣのモル比を約１．２５：１から約３．５：１にし、更により好適には約１．２５：１から約２．０：１にする。本明細書の以下に実施例で示すように、表１に従い、ＭＤＴＣを基準にしたＴＦＡのモル過剰量を高くするとＴＤＡの収率が増大する。
【００１８】
この反応を好適には約３０℃から約１５０℃、より好適には約３０℃から約１４０℃の温度で起こさせる。反応時間は温度に依存する。この温度を約８０℃から約１３０℃にした場合の反応時間は約１から約５時間である。
【００１９】
本方法で用いるＭＤＴＣは水を含有していてもよい。「湿っている」ＭＤＴＣを用いることができることが、現存方法（乾燥したＭＤＴＣのみが用いられている）に比較した時の実質的な利点である。ＭＤＴＣは毒性のある公知物質であり、それを乾燥形態で用いると、結果として、ＭＤＴＣ粉じんで製造プラントの空気が汚染される可能性がある。湿っているＭＤＴＣを用いることができれば、環境障害が実質的に低くなる。本方法で用いるＭＤＴＣは水を約５０重量パーセントに及んで含有していてもよい。
【００２０】
従来技術の方法とは異なり、再循環流れを経由して水が反応の中に入り込んでもよい。好適には、この反応混合物に入り込む水の全体量がＭＤＴＣ  ０．５モル当たり約３０グラム以下の水になるようにする。本明細書の以下に実施例で示すように、水をＭＤＴＣ  ０．５モル当たり３０グラムまたはそれ以下の量で存在させても、生成物の生成には悪影響が全く生じない。水の量が４０グラムまたはそれ以上にまで高くなると、結果として、生成物（ＴＤＡ）の収率低下がもたらされた。
【００２１】
ＴＦＡとＭＤＴＣの反応を溶媒の存在下で起こさせる。１つの態様では、トリフルオロ酢酸自身を溶媒として用いる。しかしながら、好適には、非プロトン性芳香族である共溶媒を用いる。そのような共溶媒は本技術分野でよく知られている。そのような典型的で好適な共溶媒はトルエン、キシレン、クメンおよびメシチレンである。トルエンが特に好適である。
【００２２】
この共溶媒の使用量は幅広い範囲に渡って多様であり得るが、本技術者によって容易に決定され得る。共溶媒を用いる場合には、共溶媒をＭＤＴＣ  １モル当たり少なくとも約０．５モルの量で存在させる。好適には共溶媒をＭＤＴＣ  １モル当たり約１．５モルから約３．０モルの量、より好適には共溶媒をＭＤＴＣ１モル当たり約２．５モルから約３．０モルの量で存在させる。ＭＤＴＣとＴＦＡを所望量で全部を混合することを通して反応を進行させることができる。他の様式の添加も全部同様に適切である。
【００２３】
ＭＤＴＣとＴＦＡの反応混合物に任意に触媒を含めてもよい。触媒の例はｐ−トルエンスルホン酸または硫酸である。触媒を用いる場合にはこれをＭＤＴＣ  １モル当たり約２.０グラムの量で存在させる。
【００２４】
ＴＦＡとＭＤＴＣの反応では反応生成物として水が生じる。また、再利用流れが原因で追加的に水が存在する可能性もある。共沸蒸留で水を反応混合物から除去する。水の共沸除去は、特にトルエンを共溶媒として用いる場合、溶媒の存在下で容易に達成される。共溶媒を用いる場合には水を凝縮液から個別相として除去することができる。上記反応の完結に要する温度は水および余分なトリフルオロ酢酸を蒸留で除去するに充分な温度である。従って、追加的処理を行う必要はない。
【００２５】
ＩＩＩ．  反応体の化学量論的修飾
適切な如何なるＭＤＴＣとＴＦＡの比率も使用可能である。いずれかの反応体をモル過剰量で存在させてもよい。このように、ＭＤＴＣとＴＦＡのモル比を約４：１から約１：５の範囲にしてもよい。ＭＤＴＣをモル過剰量で存在させる場合の好適なＭＤＴＣとＴＦＡのモル比は約２：１から約１．５：１である。ＴＦＡをモル過剰量で存在させる場合の好適なＭＤＴＣとＴＦＡのモル比は約１：１．２５から約１：３．５０である。このＭＤＴＣとＴＦＡの反応で生じる２，５−ビス−（メチルチオ）−１，３，４−チアジアゾールの量は、ＴＦＡに対するＭＤＴＣの比率を低くするにつれて低下する。
【００２６】
このＭＤＴＣとＴＦＡの反応を、好適には、上述したように、共溶媒の存在下で起こさせる。好適な共溶媒はこの上に挙げた共溶媒と同じである。トルエンが最も好適である。
【００２７】
以下に示す実施例で本発明の好適な態様を説明し、これは決して明細書も請求の範囲も制限するものでない。
【００２８】
【実施例】
実施例１
ＭＤＴＣと過剰量のＴＦＡを用いた２−（メチルチオ）−５−（トリフルオロメチル）−１，３，４−チアジアゾール（ＴＤＡ）製造
Ａ．  一般的プロトコル
フラスコにトルエン（１２５グラム）を仕込んだ。このフラスコにメチルジチオカルバジネート（ＭＤＴＣ）（Ａ．Ｉ．が９０％で、水を５％および不純物を５％含有）を６７．９グラム（０．５モル）加えることでスラリーを生じさせた。このスラリーを冷却なしに撹拌しながらこれにトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）（１１４グラム、１．０モル）を１０から１５分かけて加えた。ＴＦＡを添加すると上記混合物の温度が約３８℃にまで上昇した。この混合物を約７０℃にまで加熱してその温度に約３０分間保持した。次に、この混合物を還流（約１１５℃−１１６℃）に加熱して水および留出し得るＴＦＡを全て除去した。この温度を凝縮液から水相が分離しなくなるまで約１０分間維持した。ＴＤＡの収率は約９０％から９３％であった。
【００２９】
Ｂ．  ＴＦＡを過剰量で用いる効果
ＭＤＴＣを基準にしたＴＦＡ量を変える以外はこの上の（Ａ）に挙げたのと同様にＭＤＴＣとＴＦＡの反応を実施した。ＴＤＡの収率を各ＴＦＡレベルで測定した。その結果を以下の表１に要約する。
【００３０】
【表１】
0004472039.tif 000002
ＴＦＡのモル過剰量を高くするにつれてＴＤＡの収率が向上することが表１のデータから分かるであろう。ＴＦＡのモル過剰量を１０％から約１００％にまで高くした時に最大のＴＤＡ収率上昇が見られた。ＴＦＡのモル過剰量を約１００％から約２００％にまで上昇させても、結果として得られたＴＤＡ収率の上昇は若干のみであった。
【００３１】
Ｃ．  トルエンを溶媒として用いる効果
ＭＤＴＣのレベルを基準にしたトルエンのレベルを変える以外はこの上の（Ａ）に従ってＴＤＡの調製を行った。この試験では、２モルのＴＦＡを１モルのＭＤＴＣと反応させた。要約データを以下の表２に示す。
【００３２】
【表２】
0004472039.tif 000003
表２のデータは、トルエンのレベルを高くするに伴ってＴＤＡの収率が向上することを示している。トルエンのレベルを１モルのＭＤＴＣ当たり約２．７モル以上にしてもＴＤＡ収率の実質的な向上は得られなかった。
【００３３】
Ｄ．  水のレベルの影響
水は下記の２つの主要な源から主反応の中に入って来ると予測され得る。１番目として、反応で用いるＭＤＴＣには水が入っている可能性がある。２番目として、ＴＦＡの回収率を高くする目的で水が添加される可能性がある。従って、水がＴＤＡの回収率に対して示す影響を試験した。この試験では、２．０モルのＴＦＡを１モルのＭＤＴＣと反応させた。トルエンを１モルのＭＤＴＣ当たり２．１モル用いた。この試験の結果を以下の表３に示す。
【００３４】
【表３】
0004472039.tif 000004
表３のデータは、反応媒体の中に水が１モルのＭＤＴＣ当たり６０グラムに及んで存在していてもＴＤＡの正味収率は悪影響を受けなかったことを示している。しかしながら、１．５モルのＴＦＡを１モルのＭＤＴＣと反応させた時には水のレベルを１モルのＭＤＴＣ当たり３０−４０グラムの水にするとＴＤＡの正味収率がかなり低下することが分かった（表４参照）。
【００３５】
【表４】
0004472039.tif 000005
本発明を説明の目的でこの上に詳細に記述してきたが、そのような詳細は単にその目的のためであり、それに関する変形は本請求の範囲で制限され得るものを除き本発明の精神および範囲から逸脱することなく本分野の技術者によって成され得ると理解されるべきである。
【００３６】
本発明の特徴および態様は以下のとおりである。
【００３７】
１．  ２−（メチルチオ）−５−（トリフルオロメチル）−１，３，４−チアジアゾールの製造方法であって、
（ａ）  メチルジチオカルバジネートと過剰量のトリフルオロ酢酸を反応させ、そして
（ｂ）  水および余分なトリフルオロ酢酸を除去する、
段階を含む方法。
【００３８】
２．  該メチルジチオカルバジネートが水を約５０重量パーセント以下の量で含有する第１項記載の方法。
【００３９】
３．  該トリフルオロ酢酸とメチルジチオカルバジネートのモル比を約１．１：１から約５：１にする第１項記載の方法。
【００４０】
４．  該反応を約３０℃から約１５０℃の温度で起こさせる第１項記載の方法。
【００４１】
５．  該反応を溶媒の存在下で起こさせる第１項記載の方法。
【００４２】
６．  該溶媒がトリフルオロ酢酸である第５項記載の方法。
【００４３】
７．  非プロトン性芳香族である共溶媒を用いる第５項記載の方法。
【００４４】
８．  該共溶媒がトルエン、キシレン、クメンまたはメシチレンである第７項記載の方法。
【００４５】
９．  該共溶媒がトルエンであり、それをメチルジチオカルバジネート１モル当たり少なくとも約０．５モルのトルエンから成る量で存在させる第８項記載の方法。
【００４６】
１０．  蒸留を用いて水および余分なトリフルオロ酢酸を除去する第１項記載の方法。