(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（２）
【化１】
0004516609.tif 000008
で表されるＯ−メチルイソ尿素またはその塩を、発煙硫酸の存在下、ニトロ化剤を用いてニトロ化反応することを特徴とする、一般式（１）
【化２】
0004516609.tif 000009
で表されるＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素またはその塩の製造方法。
【請求項２】
前記ニトロ化剤が硝酸又は発煙硝酸である請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
ニトロ化反応後、反応液を冷水または氷または水と氷の混合物中に注ぎ込み、その後に析出物を濾取する請求項１または２に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、殺虫剤の合成中間体として有用なＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素の改良された製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般式（１）【０００３】
【化１】
0004516609.tif 000002
【０００４】
で表されるＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素は、例えば殺虫剤として有用なグアニジン誘導体の合成中間体として有用である。【０００５】
このＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素を製造する方法としては、Ｏ−メチルイソ尿素をニトロ化剤と反応させる方法が知られている。【０００６】
該方法においては、硫酸中、硝酸を用いてニトロ化を行い、反応終了後、反応液を冷水、氷または水と氷の混合物に注ぎ、−１５℃程度に冷却する。生成したＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素を濾取する場合、Ｏ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素が水溶解性であるため、濾取だけの後処理操作では最大でも７５％前後の低収率でしかＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素が得ることができない（例えば、非特許文献１参照）。【０００７】
また、濾過後の濾過母液からＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素を抽出することにより、収率は９０％程度に向上するが、抽出に使用可能な溶媒に対するＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素の溶解度があまり高くないため、抽出操作に大量の有機溶媒を必要とし、操作が煩雑となり工業的には大変不利であった（例えば、特許文献２、非特許文献１、２参照）。【０００８】
また、Ｎ−ニトロイソ尿素類の、効率的な単離精製が困難であることから、単離することなしに次反応に用いられることがある（特許文献１参照）。【０００９】
【特許文献１】ＷＯ０１／４２７８７
【特許文献２】ＷＯ９７／００８６７
【非特許文献１】レキューユ・デ・トラボ・シミク・デ・ペイ−バ （Ｒｅｃｕｅｉｌ ｄｅｓ Ｔｒａｖａｕｘ Ｃｈｉｍｉｑｕｅｓ ｄｅｓ Ｐａｙｓ−Ｂａｓ）、８１巻、６９頁、（１９６２年）
【非特許文献２】ジャーナルオブケミカルソサイエティー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ）、３５５１頁（１９５５年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上記の従来技術の欠点を克服し、殺虫活性を有するグアニジン誘導体を製造するための重要な中間体であるＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素を製造するための工業的に優位な方法を提供することにある。すなわち、Ｏ−メチルイソ尿素をニトロ化して得られるＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素の反応収率を向上させ、且つ、工業的に可能な方法でＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素を分離することが容易とな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】
【００１１】
本発明者らは上記目的を達成するために、Ｏ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素またはその塩の製造方法を鋭意検討した。その結果、一般式（２）【００１２】
【化２】
0004516609.tif 000003
【００１３】
で表されるＯ−メチルイソ尿素またはその塩を、発煙硫酸の存在下でニトロ化剤と、反応させることにより、一般式（１）【００１４】
【化３】
0004516609.tif 000004
【００１５】
で表されるＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素またはその塩が高い収率で得られることを見出した。【００１６】
本発明の反応系中には、ニトロ化の際に生成する副生成物や原料及び多量の硫酸塩及び硝酸塩が存在すると想定されるにもかかわらず、高収率で一般式（１）で表される化合物、またはその塩が得られることは、通常予想ができない結果である。【００１７】
発明者らは一般式（２）で表される化合物の、ニトロ化剤を用いたニトロ化反応を詳細に検討したところ、反応の際に副生する水が反応に大きな影響を与え、反応の進行の停止および反応収率の低下の原因となることを見出した。
つまり、本反応のニトロ化は可逆反応であり、反応で副生した水がＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素と反応してＯ−メチルイソ尿素に戻る。そのため、反応が十分に進行せず、Ｏ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素の反応収率が低くなる。また、大量の硫酸および硝酸を使用すれば、副生する水の影響が少なくなるため反応が進行し、反応収率は向上する。しかしながら、晶析収率が低下するため単離が困難になるとともに大量の廃棄酸を生じる。
そこで発明者らは、反応系中に存在する硫酸および硝酸などのニトロ化剤の影響をうけることなく、また容易かつ効率的な単離操作が可能となる脱水条件を鋭意検討した結果、発煙硫酸を脱水剤として反応に用いることが最適な条件であることをさらに見出した。【００１８】
本発明において、発煙硫酸を用いることで、反応において副生する水の一部または全部を除去することで、反応収率を大幅に向上させることができる。またこの反応条件を用いることで後処理の効率を大幅に改良することが可能となり、実施容易な単離操作でＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素を高収率で得ることができる。【００１９】
以上のことにより本発明であるＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素類の製造方法を完成した。【００２０】
すなわち本発明は、一般式（２）【００２１】
【化４】
0004516609.tif 000005
【００２２】
で表されるＯ−メチルイソ尿素、またはその塩を、発煙硫酸の存在下、ニトロ化剤を用いてニトロ化反応することを特徴とする、一般式（１）【００２３】
【化５】
0004516609.tif 000006
【００２４】
で表されるＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素、またはその塩を製造する方法である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、Ｏ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素の反応収率が向上し、且つ、工業的に可能な方法でＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素を分離することが容易となる。つまり、本発明により、殺虫活性を有するニトログアニジン誘導体製造に必要な中間体である一般式（１）のＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素を、安価に且つ容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の製造方法は例えば下記記載の反応条件に従って実施することができる。下記の製造方法によって生成物が遊離の化合物で得られる場合は塩に、また生成物が塩の形で得られる場合は遊離の化合物に、それぞれ常法に従って変換することができる。また原料化合物が塩となり得る場合も同様に遊離のままのみならず塩として用いることができる。従って、下記の製造方法に用いられる原料化合物及びその反応生成物については、その塩も含めるものとする。【００２７】
上記式中で表される一般式（１）で表されるＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素及び一般式（２）で表されるＯ−メチルイソ尿素と塩を形成する酸類としては、有機化学上、許容な酸であればよく、例えば塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、リン酸、硫酸、過塩素酸などの無機酸または、例えばギ酸、酢酸、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、シュウ酸、コハク酸、安息香酸、ピクリン酸、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸などの有機酸が挙げられる。なかでも、塩酸及び硫酸が好ましい。Ｏ−メチルイソ尿素の塩としては、特に硫酸塩、１／２硫酸塩、または硫酸モノメチル塩が好ましい。【００２８】
一般式（２）で表される化合物またはその塩を発煙硫酸の存在下、ニトロ化剤を用いてニトロ化することによって、一般式（１）で表されるＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素またはその塩を得ることができる（下記反応式）。反応終了後、反応液を適当な量の水で希釈し、析出物を濾取することで、一般式（１）で表される化合物またはその塩を容易に単離することができる。【００２９】
【化６】
0004516609.tif 000007
【００３０】
本発明において、ニトロ化剤としては６０〜１００％ 硝酸および発煙硝酸が汎用されるが、その他に硝酸ナトリウム、硝酸カリウムなどの硝酸アルカリ金属塩、例えば硝酸エチル、硝酸アミルなどの硝酸アルキルエステル、ニトロニウムテトラフルオロボレート、ニトロニウムトリフルオロメタンスルホナートなどを用いてもよい。特に硝酸または発煙硝酸が好ましい。【００３１】
ニトロ化剤は、一般式（２）で表される化合物またはその塩１モルに対して約１．０〜２０モル程度用いることができるが、好ましくは硝酸を用いた場合で約１．５〜１０モルである。さらに発煙硝酸を用いた場合は約１．０〜３．０モルが好ましい。【００３２】
本発明に係る反応は脱水剤として発煙硫酸を用いると反応収率が向上する。【００３３】
発煙硫酸としては三酸化硫黄の含量が５〜５０重量％である発煙硫酸を用いることができるが、２０〜３０重量％の発煙硫酸が好ましい。【００３４】
発煙硫酸は、原料の重量を基準として、原料に対し０．５〜５０倍の量を用いることができるが、特に好ましくは、０．５〜１０倍の量である。また溶媒として用いてもよい。【００３５】
本反応は無溶媒で行なってもよいが、通常は硫酸、酢酸、無水酢酸、無水トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸などの酸性溶媒の存在下で行なわれる。所望により反応に悪影響を及ぼさない溶媒或いはこれらの混合物を用いてもよい。このような溶媒としては上記した酸性溶媒の他、例えばクロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどの芳香族炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素類、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール類などが用いられる。これらの溶媒は単独で用いることもでき、また必要に応じて２種またはそれ以上を適当な割合、例えば約１：１〜１：１０（容量比）の割合で混合して用いてもよい。反応混合物が均一でない場合には、例えばトリエチルベンジルアンモニウムクロリド、トリｎ−オクチルメチルアンモニウムクロリド、トリメチルデシルアンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムブロミド、セチルピリジニウムブロミドなどの四級アンモニウム塩やクラウンエーテル類などの相間移動触媒の存在下に反応を行ってもよい。特に好ましい溶媒は硫酸である。【００３６】
本発明に係るニトロ化反応の反応温度は通常約−５０〜１００℃、好ましくは約−２０〜３０℃の範囲である。反応時間は約１０分間〜２４時間、好ましくは約２〜１０時間の範囲である。【００３７】
反応終了後、反応液を水、氷または氷水で希釈することにより一般式（１）で表されるＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素またはその塩を含む混合物が得られる。具体的には、反応終了後、反応液を冷水または氷または水と氷の混合物中に注ぎ込み、その後に析出物を濾取することにより、一般式（１）で表されるＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素またはその塩を含む混合物を単離することができる。必要に応じて、希釈前に反応液を濾過することができる。【００３８】
反応混合物の希釈のために用いる水の量としては、反応混合物中に存在する硫酸に対し、重量基準で１．０〜５．０倍であり、好ましくは２．０〜３．０倍である。【００３９】
次に実施例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定解釈されるべきものではない。
【実施例１】
【００４０】
Ｏ−メチルイソ尿素・１／２硫酸（１００ｇ）を−１０℃に冷却した発煙硫酸中（１００ｇ）に０℃以下を保ちながら装入した。次に混酸（硫酸１５０ｇと比重１．５２の発煙硝酸６０ｇの混合物）を−１０℃から０℃を保ちながら反応液中に滴下した。その後、反応液を−５℃で２４時間熟成した。高速液体クロマトグラフィーにより反応収率を分析したところ、９７％の反応収率が得られた。【００４１】
上記の反応液を水中（６８５ｇ）に２℃以下を保ちながら滴下した。同液を−１０℃で３時間熟成した後、析出物を濾取し、目的物であるＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素（収量８６．３ｇ、純度９４％、収率８４％）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ，ｐｐｍ）：３．７０（３Ｈ，Ｓ），８．９０（２Ｈ，ｂｒ）【００４２】
［比較例１］
Ｏ−メチルイソ尿素・１／２硫酸（２０ｇ）を硫酸中（２０ｇ）に１５℃から２０℃で装入した。次に混酸（硫酸３０ｇと比重１．５２の発煙硝酸１２ｇとの混合物）を同温で反応液中に滴下した。その後、反応液を２０℃で２４時間熟成した。高速液体クロマトグラフィーにより反応収率を分析したところ８２％の反応収率が得られた。【００４３】
上記の反応液を１９６ｇの０℃の水に温度を保ちながら滴下した。同液を０℃で１時間熟成した後、同温を保ちながら２０％水酸化ナトリウム水溶液（７５ｇ）を滴下した。さらに１時間熟成した後、析出物を濾取し、目的物であるＯ−メチル−Ｎ−ニトロイソ尿素（収量９．５ｇ、純度９０％、収率４４％）を得た。【００４４】
［比較例２］
発煙硫酸に変えて無水硫酸ナトリウムを用いた以外は実施例１と同様に反応を行った。その結果、反応収率は８０％程度であり反応収率の改善は認められなかった。