(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸の存在下に４−ビニルピリジンとチオ尿素を反応させて得られるイソチウロニウム塩から２−（４−ピリジル）エタンチオールを製造する方法において、
１）酸の存在下に４−ビニルピリジンとチオ尿素を反応させてイソチウロニウム塩を生成させるイソチウロニウム塩生成工程、
２）得られるイソチウロニウム塩をアルカリ性水溶液中で分解して、２−（４−ピリジル）エタンチオールを生成させる分解工程、
３）分解反応生成液を有機溶媒で抽出して、２−（４−ピリジル）エタンチオールを含む抽出液を取得する抽出工程、
４）抽出液から水の存在下に有機溶媒を留去し、水を含む２−（４−ピリジル）エタンチオールを釜残として取得する有機溶媒留去工程、及び
５）釜残を水層と２−（４−ピリジル）エタンチオール層とに分液し、２−（４−ピリジル）エタンチオール層を取得する分液工程
の各工程を経由することを特徴とする方法。
【請求項２】
アルカリ性水溶液がアンモニア水であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
有機溶媒留去工程を１００℃以下の温度で行うことを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
有機溶媒留去工程を、有機溶媒を留去して得られる釜残中に２−（４−ピリジル）エタンチオールに対して５〜２００重量％の水が存在するように水を添加することにより行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
抽出工程をトルエン又はメチルイソブチルケトンを抽剤として用いて行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４−ビニルピリジンとチオ尿素とから２−（４−ピリジル）エタンチオールを製造する方法の改良に関するものである。２−（４−ピリジル）エタンチオールは医薬や農薬等の合成中間体として有用な化合物であり、またフェノールとアセトンとの縮合反応によりビスフェノールＡを製造する際の触媒である、アミノチオール変性スルホン酸型陽イオン交換樹脂調製用の変性剤としても有用な化合物である。
【０００２】
【従来の技術】
ピリジルアルキルチオール類の合成については従来から多くの報文が公表されているが、２−（４−ピリジル）エタンチオールの合成に関しては、ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー（Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．）２６，８２（１９６１）に記載されている、エタノール溶媒中で、パラトルエンスルホン酸の存在下に、４−ビニルピリジンとチオ尿素とを反応させてイソチウロニウム塩を生成させ、次いでこれをアンモニア水中で分解して２−（４−ピリジル）エタンチオールを生成させる方法が実用的であると考えられており、この方法の改良が進められている（特開平１１−２２８５４０号公報及び特開平１１−２５５７４８号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この方法では、イソチウロニウム塩の分解により２−（４−ピリジル）エタンチオールとグアニジニウム塩が生成するので、反応生成液を有機溶媒で抽出して２−（４−ピリジル）エタンチオールを含む抽出液を得、次いでこれから有機溶媒を留去して２−（４−ピリジル）エタンチオールを取得する。この方法の問題点の一つは、２−（４−ピリジル）エタンチオールから有機溶媒を完全に留去するのが困難なことである。２−（４−ピリジル）エタンチオールは熱に不安定なので、有機溶媒を完全に除去すべく長時間加熱下に保持すると、２−（４−ピリジル）エタンチオールが２分子からなるスルフィド化合物などに漸次変化して、製品収率及び製品純度の低下を招くという問題がある。また抽出液中には副生したグアニジニウム塩などの塩類が若干溶解しているので、抽出液から有機溶媒を留去すると、グアニジウム塩などが析出してくるという問題もある。従って本発明はこのような問題のない２−（４−ピリジル）エタンチオールの製造方法を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、酸の存在下に４−ビニルピリジンとチオ尿素を反応させて得られるイソチウロニウム塩から、２−（４−ピリジル）エタンチオールを製造するに際し、
１）酸の存在下に４−ビニルピリジンとチオ尿素を反応させてイソチウロニウム塩を生成させるイソチウロニウム塩生成工程、
２）得られるイソチウロニウム塩をアルカリ性水溶液中で分解して、２−（４−ピリジル）エタンチオールを生成させる分解工程、
３）分解反応生成液を有機溶媒で抽出して、２−（４−ピリジル）エタンチオールを含む抽出液を取得する抽出工程、
４）抽出液から水の存在下に有機溶媒を留去し、水を含む２−（４−ピリジル）エタンチオールを釜残として取得する有機溶媒留去工程、及び
５）釜残を水層と２−（４−ピリジル）エタンチオール層とに分液し、２−（４−ピリジル）エタンチオール層を取得する分液工程
の各工程を順次経由することにより、従来技術に伴う問題を回避して２−（４−ピリジル）エタンチオールを容易に製造することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明で原料として用いるイソチウロニウム塩は、公知の方法に従い、溶媒中で酸の存在下に、４−ビニルピリジンとチオ尿素とを反応させることにより製造することができる。反応は下記のように進行する。
【０００６】
【化１】
0004547778.tif 000002
【０００７】
溶媒としてはエタノール、プロパノール、イソプロパノールなどを用いるが、安価で入手容易なイソプロパノールを用いるのが好ましい。酸としては塩酸、硫酸、硝酸等の一般的な無機酸や、パラトルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の有機酸を用いればよい。好ましくはパラトルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、塩酸、硫酸などを用いる。なかでもパラトルエンスルホン酸又はベンゼンスルホン酸を用いるのが好ましい。酸は４−ビニルピリジンに対して上記式で示される化学量論量以上となるように用いるが、大過剰に用いると副反応を起す可能性があるので、４−ビニルピリジンに対して４当量以下、特に３当量以下となるように用いるのが好ましい。またチオ尿素は化学量論量である等モルないしこれより若干過剰に用いるが、通常は４−ビニルピリジンに対して１．５倍モル以下、特に１．３倍モル以下が好ましい。反応は溶媒中にパラトルエンスルホン酸及びチオ尿素を加え、好ましくは窒素雰囲気下、５０〜８０℃に加温し、撹拌下これに４−ビニルピリジンを滴下すればよい。反応は５０〜１００℃で１〜７時間程度で完了する。反応終了後は、反応液を冷却してイソチウロニウム塩を析出させ、濾過してこれを回収する。得られたイソチウロニウム塩は、アルコールやエーテルなどで洗浄して、分解工程に供する。
アルカリ性水溶液中でのイソチウロニウム塩の分解は、アルカリ性水溶液としてアンモニア水を用いると、下記のように進行することが知られている。
【０００８】
【化２】
0004547778.tif 000003
【０００９】
アモニアの所要量はイソチウロニウム塩に対して化学量論上は２倍モルであるが、反応を十分に進行させるためアンモニアを過剰に、好ましくはイソチウロニウム塩の３倍モル以上用いる。通常は３〜１５倍モル、好ましくは３〜５倍モルのアンモニアを用いる。アンモニアの使用量が多すぎると一般に収率が低下するが、これは生成した２−（４−ピリジル）エタンチオールが副反応を起すためと思われる。
【００１０】
アンモニア水の濃度は５〜３０重量％、特に５〜１５重量％が好ましい。濃度が低過ぎると反応速度が遅く、かつ後続する有機溶媒による抽出工程の負荷が増大する。逆にアンモニア水の濃度が高過ぎるとイソチウロニウム塩に対する水の比率が小さくなりすぎて操作が困難となったり、不純物の生成が多くなることがある。分解反応は室温でも進行するが５０〜７０℃で行うのが好ましく、この温度で０．５〜１０時間程度撹拌すればよい。
【００１１】
分解反応生成液は、次いで有機溶媒による抽出工程に供する。分解反応生成液に対する有機溶媒の使用比率は、通常０．１〜１０容量倍程度である。有機溶媒としては、抽出操作に際し２−（４−ピリジル）エタンチオールはよく溶解するがグアニジニウム塩などの塩類は殆んど溶解せず、かつ比較的低温で留去可能なものを用いる。好ましくはトルエンやメチルイソブチルケトンのような水と共沸し得るものを用いる。
【００１２】
分解反応生成液には副生したグアニジニウム塩などが溶解しているので、先ず分解反応生成液を冷却してグアニジニウム塩などを析出させる。これに抽剤の有機溶媒を加えて濾過し、グアニジニウム塩などの固体を除去する。濾滓はさらに抽出溶媒で洗浄し、洗浄液は濾液と合体させる。次いで濾液を分液して有機溶媒相を回収する。水相は更に有機溶媒で数回抽出し、２−（４−ピリジル）エタンチオールを回収する。
【００１３】
得られた抽出液は、これから有機溶媒を留去する有機溶媒留去工程に供する。
本発明では抽出液からの有機溶媒の留去を水の存在下に行い、溶媒を留去した後の釜残が、水相と２−（４−ピリジル）エタンチオール相との２相に分離するようにする。このように水の存在下に有機溶媒の留去を行うことにより、有機溶媒を完全に留出させるのが容易となる。また抽出液中には少量のグアニジニウム塩などが溶解しているが、釜残中に水が存在すると、グアニジニウム塩のような水溶性の固体の析出を防止することができる。従って水は水溶性の固体の析出を阻止するに足る量で存在しているのが好ましい。通常は有機溶媒を留去して得られる釜残中に、２−（４−ピリジル）エタンチオールに対して５〜２００重量％の水が存在するように、抽出液に水を添加して有機溶媒の留去を行う。釜残中の水が２−（４−ピリジル）エタンチオールに対して５重量％より少ないと、釜残を水相と２−（４−ピリジル）エタンチオール相とに成層分離するのが困難である。また水が２００重量％より多いと、２−（４−ピリジル）エタンチオールは水に若干溶解するので、収率低下を招くおそれがある。有機溶媒の留去は１００℃以下の比較的低温で行うのが好ましい。有機溶媒を十分に留去した釜残は、静置すると上部が水相、下部が２−（４−ピリジル）エタンチオール相に分離するので、水相を除去することにより目的とする２−（４−ピリジル）エタンチオールが高純度で得られる。
【００１４】
【実施例】
以下に実施例により本発明を更に具体的に説明する。
実施例１
温度計、ジムロート冷却管及び滴下漏斗を取付けた５００ｍｌ４口フラスコに、イソプロパノール２６２．５ｇ、パラトルエンスルホン酸−水和物１１９．８４ｇ（０．６３モル）及びチオ尿素２２．８４ｇ（０．３モル）を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら７０℃に昇温させた。内容物は殆んど溶解した。温度を７０℃に保持しながら、これに４−ビニルピリジン３１．５４ｇ（０．３モル）を３０分間かけて滴下した。次いで８０℃に昇温して３時間反応させた。この間に固体が析出し、スラリー状となった。５℃まで冷却して１時間保持したのち、生成したスラリーを減圧濾過した。濾滓は５０ｇのイソプロパノールで２回洗浄したのち、減圧下６０℃で乾燥した。収量は１５１．４６ｇであり、純度１００％のイソチウロニウム塩として４−ビニルピリジンに対する収率は９６．０％であった。
【００１５】
温度計、ジムロート冷却管及び滴下漏斗を取付けた２００ｍｌ４つ口フラスコに、蒸留水４１．０６ｇ、２８％アンモニア水２２．８ｇ（アンモニアとして０．３７５モル）、及び上記で得たイソチウロニウム塩３９．４３ｇ（０．０７５モル）を仕込み、６０℃まで昇温させて１時間反応させた。反応終了後、反応液を５℃まで冷却したところ固体が析出した。５℃で１時間保持したのち、これにトルエン２０ｇを加えて濾過した。濾液を有機相と水相とに分液し、水相を更にトルエン２０ｇで５回抽出した。全てのトルエン相を合せてガスクロマトグラフィーで分析した結果、２−（４−ピリジル）エタンチオールの含有量は７．８８ｇ（０．０５６モル）であった。またトルエンを除いた２−（４−ピリジル）エタンチオールの純度は９６．１％であった。
【００１６】
２００ｍｌナスフラスコに抽出液の全量と蒸留水５．０ｇを入れ、ロータリーエバポレーターを用いてトルエンを留去した。留去はフラスコを湯浴上で５０℃に加熱し、徐々に減圧にして７．９８ｋＰａで１時間保持することにより行った。フラスコの残留液は９．８６ｇで２層に分離していた。下層をガスクロマトグラフィーで分析した結果、トルエンは０．０３面積％であり、２−（４−ピリジル）エタンチオールは７．６０ｇ、純度は９６．０％であった。
【００１７】
実施例２
実施例１に準じてイソチウロニウム塩をアンモニア水中で分解反応させ、次いでトルエンで抽出して得た抽出液３０．０ｇ（ガスクロマトグラフィーでトルエン９０面積％、２−（４−ピリジル）エタンチオール５．０２ｇを含有しており、トルエンを除く部分の２−（４−ピリジル）エタンチオールの純度は９３．０％）及び蒸留水１０．１０ｇを１００ｍｌナスフラスコに入れ、湯浴上で５０℃に加熱し、かつ徐々に減圧して７．６０ｋＰａで２時間保持して、トルエンを留去した。フラスコの残留液は５．４１ｇで２層に分離していた。下層をガスクロマトグラフィーで分析した結果、トルエンは０．１面積％であり、２−（４−ピリジル）エタンチオールの純度は９１．９％であった。
【００１８】
実施例３
実施例１に準じてイソチウロニウム塩をアンモニア水中で分解反応させ、次いでメチルイソブチルケトンで抽出して得た抽出液１５２．５ｇ（ガスクロマトグラフィーでメチルイソブチルケトン９１．４面積％、２−（４−ピリジル）エタンチオール１５．１６ｇを含有しており、メチルイソブチルケトンを除く部分の２−（４−ピリジル）エタンチオールの純度は９３．０％）及び蒸留水５３．８ｇを３００ｍｌナスフラスコに入れ、湯浴上で５０℃に加熱し、かつ徐々に減圧して１２．３ｋＰａで２時間保持して、メチルイソブチルケトンを留去した。フラスコの残留液は１８．５９ｇで２層に分離していた。下層をガスクロマトグラフィーで分析した結果、メチルイソブチルケトンは０．１７面積％であり、２−（４−ピリジル）エタンチオールの純度は９２．４％であった。
【００１９】
比較例１
実施例１に準じてイソチウロニウム塩をアンモニア水中で分解反応させ、次いでトルエンで抽出して得た抽出液３０．５ｇ（ガスクロマトグラフィーでトルエン８９．１面積％、トルエンを除く部分の２−（４−ピリジル）エタンチオールの純度９３．０％）を１００ｍｌナスフラスコに入れ、湯浴上で５０℃に加熱し、かつ徐々に減圧して７．６０ｋＰａで２時間保持して、トルエンを留去した。
フラスコの残留液は５．１４ｇでフラスコ壁面には固形物が付着していた。ガスクロマトグラフィーで分析した結果、トルエンは２３．６面積％であり、またトルエンを除く２−（４−ピリジル）エタンチオールの純度は９１．９％であった。