(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（Ｉ）、
【化１】
0004407062.tif 000006
（式中、Ｒは、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシル基、ハロゲン原子または水素原子を示す。）で表されるベンゼンスルホニルクロリド誘導体から、下記一般式（ＩＩ）、
【化２】
0004407062.tif 000007
（式中、Ｒは、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシル基、ハロゲン原子または水素原子を示す。）で示されるジフェニルジスルフィド誘導体を製造する方法において、鉱酸存在下、前記ベンゼンスルホニルクロリド誘導体に対して２〜４倍モルの金属亜鉛を使用し、水と有機溶媒の２相液中で還元することを特徴とするジフェニルジスルフィド誘導体の直接製造法。
【請求項２】
前記鉱酸の量が前記金属亜鉛に対して１〜３倍モルであることを特徴とする請求項１記載のジフェニルジスルフィド誘導体の直接製造法。
【請求項３】
前記水と有機溶媒との容積比率（水／有機溶媒）が１／５〜５／１であり、かつ、前記水と有機溶媒との総重量の前記ベンゼンスルホニルクロリド誘導体に対する重量比率が０．０５〜２０であることを特徴とする請求項１記載のジフェニルジスルフィド誘導体の直接製造法。
【請求項４】
前記還元により得られる反応混合液からジフェニルジスルフィド誘導体と副生成物であるベンゼンチオール誘導体とを含む有機層を分取し、前記ベンゼンチオール誘導体に対して２．０倍モル以下の過酸化水素を加えて、前記ベンゼンチオール誘導体を酸化してジフェニルジスルフィド誘導体とすることを特徴とする請求項１〜３記載のジフェニルジスルフィド誘導体の直接製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農薬、医薬、電子材料等の合成中間体や原体として有用なジフェニルジスルフィド誘導体を、高収率・高選択的に提供できる工業的な直接製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、芳香族チオール類からジフェニルジスルフィド誘導体を合成する方法は、過酸化水素を用いた酸化反応（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ＩＩＩ，８６）を行う手法が一般的に知られており、例えば４−メトキシベンゼンチオールにも適用できることが容易に類推できるが、原料である４−メトキシベンゼンチオールは一般的に入手が困難であり、しかも高価であり、ジフェニルジスルフィド誘導体を工業的に製造する方法としては適していない。
【０００３】
そこで、ベンゼンチオール誘導体の製造法としては、特開昭５７−６２２５２号公報の方法が提案されているが、当モル量のトリフェニルホスフィンを用いることや、そのリンを含有する廃液処理の問題があり、必ずしも工業的に有利な方法とは言い難い。
【０００４】
また、ジフェニルジスルフィド誘導体を合成する方法としては、例えば４−メトキシベンゼンスルホニルクロリドを原料とする方法が知られており、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，１９９０，５５，３７２８では、高価なタングステンを原料の４−メトキシベンゼンスルホニルクロリドと当量モル使用することにより、６１％の収率でビス（４−メトキシフェニル）ジスルフィドが得られることが記述されている。
また、Ｃｈｅｍ．Ｐｈａｒｍ．Ｂｕｌｌ．，１９８７，３５，１７７０では、例えば原料の４−メトキシベンゼンスルホニルクロリドに対して６倍モルという過剰の水素化ホウ素ナトリウムを使用することにより、３４．６％の収率でビス（４−メトキシフェニル）ジスルフィドが得られることが知られている。しかしながら、いずれの文献も工業的に製造する方法としては適していない。
【０００５】
また、ベンゼンスルホニルクロリド誘導体と金属亜鉛および鉱酸（硫酸）を水中で反応させて、ベンゼンチオール誘導体を合成する方法（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ，１９９４，５０，４７７５）が知られている。しかしながら、この方法は、反応時に急激な水素の発生を伴うため、反応温度の制御が難しく、必ずしも工業的に有利な方法とはいえない。加えて、反応が不均一に進行したり、ジフェニルジスルフィド誘導体を直接合成することができない問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のようなベンゼンスルホニルクロリド誘導体からジフェニルジスルフィド誘導体の製造法に関する課題を解決し、高収率・高選択的、さらには工業的に優れたジフェニルジスルフィド誘導体の直接製造法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記一般式（Ｉ）、
【０００８】
【化３】
0004407062.tif 000002
【０００９】
（式中、Ｒは、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシル基、ハロゲン原子または水素原子を示す。）で表されるベンゼンスルホニルクロリド誘導体から、下記一般式（ＩＩ）、
【００１０】
【化４】
0004407062.tif 000003
【００１１】
（式中、Ｒは、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシル基、ハロゲン原子または水素原子を示す。）で示されるジフェニルジスルフィド誘導体を製造する方法において、鉱酸存在下、前記ベンゼンスルホニルクロリド誘導体に対して２〜４倍モルの金属亜鉛を使用し、水と有機溶媒の２相液中で還元することを特徴とするジフェニルジスルフィド誘導体の直接製造法に関する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一般式（１）および一般式（ＩＩ）における置換基Ｒとしては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉｓｏ−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基などの炭素数１〜６の直鎖のアルキル基や分枝したアルキル基が挙げられる。また、置換基Ｒとして、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｉｓｏ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、ｉｓｏ−ペンチルオキシ基、ｔｅｒｔ−ペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基などの炭素数１〜６の直鎖のアルコキシル基や分枝したアルコキシル基が挙げられる。さらに、置換基Ｒとして、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子や水素原子が挙げられる。
【００１３】
本発明で使用される金属亜鉛はベンゼンスルホニルクロリド誘導体に対して２〜４倍モルとするのがよい。２〜４倍モルの場合、ジフェニルジスルフィド誘導体が直接、高選択的に合成される。２倍モルより過度に少ないと、原料のベンゼンスルホニルクロリド誘導体や反応中間体であるＳ−フェニル  ベンゼンチオスルホネート誘導体が残ってしまい、目的とするジフェニルジスルフィド誘導体を高収率・高選択的に合成することができない。４倍モルより過度に多いと、ジフェニルジスルフィド誘導体の副生成物であるベンゼンチオール誘導体のみが高選択的に合成され、直接、ジフェニルジスルフィド誘導体が合成できない。
【００１４】
本発明で使用される鉱酸の具体例として、リン酸、硝酸、硫酸、塩酸などが挙げられるが、中でも硫酸が好ましい。鉱酸の量は、前記金属亜鉛に対して、通常１〜３倍モルが好ましい。この範囲より過度に少ないと、原料のベンゼンスルホニルクロリド誘導体や反応中間体であるＳ−フェニル  ベンゼンチオスルホネート誘導体が残ってしまい、目的とするジフェニルジスルフィド誘導体を高収率・高選択的に合成することができない。一方、過度に多いと、目的とするジフェニルジスルフィド誘導体は合成できるものの、廃液処理のことを考えると多くする意味が無い。
【００１５】
本発明で使用される具体的な有機溶媒としては、前記反応に不活性な有機溶媒であれば、特に限定されるものではなく、ベンゼンスルホニルクロリド誘導体が溶解される有機溶媒であれば適宜使用することができる。その一例として、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ベンゼン、トルエン、（ｏ，ｍ，ｐ−）キシレンが挙げられる。これら有機溶媒は単独で用いても良いし、混合して用いても差し支えない。
【００１６】
本発明で使用される溶媒は水と有機溶媒の混合溶媒であり、水と有機溶媒の容積比率（水／有機溶媒）は、１／５〜５／１が好ましく、水と有機溶媒との総重量は、原料のベンゼンスルホニルクロリド誘導体に対して、０．０５〜２０重量倍、好ましくは０．２〜１５重量倍が使用される。この範囲より過度に含有する有機溶媒の絶対量が少ないと、副生成物である有機物の析出が顕著になり、還元反応が途中で停止し、未反応の金属亜鉛が多量に残る状態になる。反応を完結させるために反応液を昇温することができるが、この際に未反応亜鉛が３０℃付近で激しく鉱酸（硫酸）と反応し、水素の発生を伴った発熱反応が急激になる。このために反応の制御が不可能になる問題があり、目的とするジフェニルジスルフィド誘導体を選択的に合成することができない。一方、過度に水の絶対量が少ないと、目的とするジフェニルジスルフィド誘導体は生成するものの、反応中に発生した塩が析出してしまうので、攪拌効率や廃液処理が悪くなる。よって、水の絶対量は、反応中に発生する塩を全て溶解させる量より多いことが好ましい。
【００１７】
本発明の温度範囲は、金属亜鉛の添加開始から添加後１〜２時間までは−１０〜２０℃の間が好ましく、さらに、好ましくは−５〜１２℃である。また、金属亜鉛を添加後１〜２時間から反応終了までは３０〜１１０℃が好ましく、さらに好ましくは７０〜９０℃である。
【００１８】
反応混合物から目的のジフェニルジスルフィド誘導体を取り出す方法としては、反応混合物を冷却後、有機層を分取し、水酸化アルカリ水溶液で塩基性とした後、有機層側にジフェニルジスルフィド誘導体、水層側に微量のベンゼンチオール誘導体をそれぞれ分離できる。有機層側は有機溶媒を留去することで、簡単にジフェニルジスルフィド誘導体を取り出すことができる。また水層側は再度酸性にしてトルエン等の有機溶媒で抽出した後、有機溶媒を留去することで微量のベンゼンチオール誘導体を取り出すことができる。さらにこれらの操作に蒸留あるいは再結晶などの手段を組み合せて、より高純度のジフェニルジスルフィド誘導体を得ることができる。
【００１９】
また、ジフェニルジスルフィド誘導体を選択的に得る場合に、上記還元反応後、精製操作することなくそのまま酸化反応することもできる。すなわち、上記還元反応の終了後、反応混合液から有機層を分取したのち、微量の副生成物であるベンゼンチオール誘導体を単離・分離することなく混合物の状態のままで、水酸化アルカリ水溶液と過酸化水素による酸化反応を行ない、選択的にジフェニルジスルフィド誘導体のみを得ることができる。この場合、過酸化水素は１０〜３５％の水溶液を用いることができ、副生成物のベンゼンチオール誘導体に対して、２．０倍モル以下とするのがよい。
【００２０】
【実施例】
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、その趣旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【００２１】
実施例１
氷（１００ｇ）に濃硫酸（９５％，２８．１ｇ，２７２ｍｍｏｌ）を４度に分けて加え、氷浴中（内温１０℃以下）で攪拌しながら、４−メトキシベンゼンスルホニルクロリド（１５．０ｇ，７２ｍｍｏｌ）のトルエン（７０ｍｌ）溶液を加えた。激しく攪拌下に亜鉛粉末（１１．８ｇ，１８１ｍｍｏｌ）を少量ずつ３０分かけて加え、さらに内温１０℃以下のまま、１．５時間攪拌した。徐々に加温し、１時間かけて加熱還流させ、さらに攪拌を続けると反応液は透明になり、還流開始から３時間攪拌した。反応混合液を４０℃まで冷却後、有機層を分取し、２規定苛性ソーダ水溶液と振とうし、ビス（４−メトキシフェニル）ジスルフィドを有機層に、４−メトキシベンゼンチオールを水相に抽出した。水相を２規定塩酸で酸性とした後、４−メトキシベンゼンチオールをトルエンで有機層に抽出した。先のビス（４−メトキシフェニル）ジスルフィドの溶液と４−メトキシベンゼンチオールの溶液をそれぞれ硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧留去し、ビス（４−メトキシフェニル）ジスルフィド８．５３ｇ、収率８５．２％と４−メトキシベンゼンチオール０．６８ｇ、収率６．７％を得た。
【００２２】
比較例１
氷（２５０ｇ）に濃硫酸（９５％，７７．３ｇ，７５０ｍｍｏｌ）を４度に分けて加え、氷浴中（内温１０℃以下）で攪拌しながら、４−メトキシベンゼンスルホニルクロリド（２０．７ｇ，１００ｍｍｏｌ）を加えた。激しく攪拌下に亜鉛粉末（３２．５ｇ，５００ｍｍｏｌ）を少量ずつ３０分かけて加え、さらに内温１０℃以下のまま、１時間攪拌した。徐々に加温すると約２５℃付近で激しく反応し発熱を伴いながら水素を発生した。加熱還流させ、さらに攪拌を続けると反応液は透明になり、還流開始から６時間攪拌した。反応混合液を４０℃まで冷却後、トルエンで抽出し、硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧留去後、液体クロマトグラフィー分析により、収率はビス（４−メトキシフェニル）ジスルフィド２．０％、４−メトキシベンゼンチオールが８０．３％であった。
【００２３】
比較例２
氷（１００ｇ）に濃硫酸（９５％，２８．１ｇ，２７２ｍｍｏｌ）を４度に分けて加え、氷浴中（内温１０℃以下）で攪拌しながら、４−メトキシベンゼンスルホニルクロリド（１５．０ｇ，７２ｍｍｏｌ）を加えた。激しく攪拌下に亜鉛粉末（１１．８ｇ，１８１ｍｍｏｌ）を少量ずつ３０分かけて加え、さらに内温１０℃以下のまま、１．５時間攪拌した。徐々に加温すると約２５℃付近で激しく反応し発熱を伴いながら水素を発生した。加熱還流させ、さらに攪拌を続けると反応液は透明になり、還流開始から５時間攪拌した。反応混合液を４０℃まで冷却後、トルエンで抽出し、硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧留去、油状混合物１５ｇを得た。液体クロマトグラフィー分析により、収率はビス（４−メトキシフェニル）ジスルフィド９．９％、４−メトキシベンゼンチオールが１８．４％とＳ−（４−メトキシフェニル）  ４−メトキシベンゼンチオスルホネートが６３．０％であった。
【００２４】
比較例３
氷（２５０ｇ）に濃硫酸（９５％，７７．４ｇ，７５０ｍｍｏｌ）を４度に分けて加え、氷浴中（内温１０℃以下）で攪拌しながら、４−メトキシベンゼンスルホニルクロリド（２０．７ｇ，１００ｍｍｏｌ）のトルエン（１００ｍｌ）溶液を加えた。激しく攪拌下に亜鉛粉末（３２．５ｇ，５００ｍｍｏｌ）を少量ずつ３０分かけて加え、さらに内温１０℃以下のまま、１時間攪拌した。徐々に加温し、１時間かけて加熱還流させ、さらに攪拌を続けると反応液は透明になり、還流開始から３時間攪拌した。反応混合液を４０℃まで冷却後、有機層を分離し、硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧留去後、液体クロマトグラフィー分析により、収率はビス（４−メトキシフェニル）ジスルフィドが０．７％、４−メトキシベンゼンチオールが９１．４％であった。
【００２５】
比較例４
氷（８５ｇ）に濃硫酸（９５％，２３．２ｇ，２２５ｍｍｏｌ）を４度に分けて加え、氷浴中（内温１０℃以下）で攪拌しながら、４−メトキシベンゼンスルホニルクロリド（２０．７ｇ，１００ｍｍｏｌ）のトルエン（１００ｍｌ）溶液を加えた。激しく攪拌下に亜鉛粉末（９．８ｇ，１５０ｍｍｏｌ）を少量ずつ３０分かけて加え、さらに内温１０℃以下のまま、１．５時間攪拌した。徐々に加温すると約２５℃付近で激しく反応し発熱を伴いながら水素を発生した。加熱還流させ、さらに攪拌を続けると反応液は透明になり、還流開始から５時間攪拌した。反応混合液を４０℃まで冷却後、トルエンで抽出し、硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧留去、油状混合物１５ｇを得た。液体クロマトグラフィー分析により、収率はビス（４−メトキシフェニル）ジスルフィドが４７．０％、４−メトキシベンゼンチオールが２．２％とＳ−（４−メトキシフェニル）  ４−メトキシベンゼンチオスルホネートが３２．０％であった。
【００２６】
実施例２
氷（１５０ｇ）に濃塩酸（３６％，７６ｇ，７６０ｍｍｏｌ）を４度に分けて加え、氷浴中（内温１０℃以下）で攪拌しながら、４−メトキシベンゼンスルホニルクロリド（２０．７ｇ，１００ｍｍｏｌ）のトルエン（１００ｍｌ）溶液を加えた。激しく攪拌下に亜鉛粉末（２２．８ｇ，３５０ｍｍｏｌ）を少量ずつ３０分かけて加え、さらに内温１０℃以下のまま、１．５時間攪拌した。徐々に加温し、１時間かけて加熱還流させ、さらに攪拌を続けると反応液は透明になり、還流開始から３時間攪拌した。４０℃まで冷却後、有機層を分取し、硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧留去し、ビス（４−メトキシフェニル）ジスルフィドと４−メトキシベンゼンチオールの混合物として１５ｇを得た。液体クロマトグラフィー分析により、収率はビス（４−メトキシフェニル）ジスルフィドが８２．３％、４−メトキシベンゼンチオールが８．３％であった。
【００２７】
実施例３
氷（１００ｇ）に濃硫酸（９５％，４３．０ｇ，４１７ｍｍｏｌ）を４度に分けて加え、氷浴中（内温１０℃以下）で攪拌しながら、４−メトキシベンゼンスルホニルクロリド（２５．０ｇ，１２１ｍｍｏｌ）のジメトキシエタン（１００ｍｌ）溶液を加えた。激しく攪拌下に亜鉛粉末（２２．６ｇ，３４８ｍｍｏｌ）を少量ずつ３０分かけて加え、さらに内温１０℃以下のまま、１．５時間攪拌した。徐々に加温し、１時間かけて加熱還流させ、さらに攪拌を続けると反応液は透明になり、還流開始から３時間攪拌した。４０℃まで冷却後、有機層を分取し、硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧留去し、ビス（４−メトキシフェニル）ジスルフィドと４−メトキシベンゼンチオールの混合物として１８ｇを得た。液体クロマトグラフィー分析により、収率はビス（４−メトキシフェニル）ジスルフィドが８５．６％、４−メトキシベンゼンチオールが３．７％であった。
実施例１〜３および比較例１〜４の製造条件および収率を以下の表１に示す。
【００２８】
【表１】
0004407062.tif 000004
【００２９】
実施例４
実施例１の反応の後、２規定苛性ソーダ水溶液（７ｍｌ，１４ｍｍｏｌ）を加え、６５℃で攪拌し、３０％過酸化水素水（０．３０ｍｌ，２．７ｍｍｏｌ）を内温が６５〜７０℃を保つように滴下した。反応混合液を室温まで冷却後、有機層を分取し、硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧留去し、ビス（４−メトキシフェニル）ジスルフィド９．１８ｇ、４−メトキシベンゼンスルホニルクロリドから収率９１．７％を得た。
【００３０】
実施例５
実施例１の反応の後、２規定苛性ソーダ水溶液（７ｍｌ，１４ｍｍｏｌ）を加え、６５℃で攪拌し、３０％過酸化水素水（０．２２ｍｌ，１．９４ｍｍｏｌ）を内温が６５〜７０℃を保つように滴下した。反応混合液を室温まで冷却後、有機層を分取し、硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧留去し、ビス（４−メトキシフェニル）ジスルフィド８．９２ｇ、４−メトキシベンゼンスルホニルクロリドから収率８９．１％を得た。
【００３１】
比較例５
実施例１の反応の後、２規定苛性ソーダ水溶液（７ｍｌ，１４ｍｍｏｌ）を加え、６５℃で攪拌し、３０％過酸化水素水（５．５０ｍｌ，４８．６ｍｍｏｌ）を内温が６５〜７０℃を保つように滴下した。反応混合液を室温まで冷却後、有機層を分取し、硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧留去し、ビス（４−メトキシフェニル）ジスルフィド６．３３ｇ、４−メトキシベンゼンスルホニルクロリドから収率６３．２％を得た。
実施例４〜５および比較例５の製造条件と収率を以下の表２に示す。
【００３２】
【表２】
0004407062.tif 000005
【００３３】
実施例６
原料の４−メトキシベンゼンスルホニルクロリドに代えて、ベンゼンスルホニルクロリド（１２．７ｇ，７２ｍｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様な方法により反応を行った。液体クロマトグラフィー分析により収率は、ジフェニルジスルフィド７３．４％、チオフェノール１０．１％であった。
【００３４】
実施例７
原料の４−メトキシベンゼンスルホニルクロリドに代えて、４−イソプロポキシベンゼンスルホニルクロリド（１７．０ｇ，７２ｍｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様な方法により反応を行った。液体クロマトグラフィー分析により収率は、ビス（４−イソプロポキシフェニル）ジスルフィド８８．４％、４−イソプロポキシベンゼンチオール３．６％であった。
【００３５】
実施例８
原料の４−メトキシベンゼンスルホニルクロリドに代えて、４−トルエンスルホニルクロリド（１３．８ｇ，７２ｍｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様な方法により反応を行った。液体クロマトグラフィー分析により収率は、ジ（４−トリル）ジスルフィド７４．３％、４−メチルチオフェノール１１．５％であった。
【００３６】
実施例９
原料の４−メトキシベンゼンスルホニルクロリドに代えて、４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼンスルホニルクロリド（１６．８ｇ，７２ｍｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様な方法により反応を行った。液体クロマトグラフィー分析により収率は、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ジスルフィド８６．０％、４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼンチオール６．８％であった。
【００３７】
実施例１０
原料の４−メトキシベンゼンスルホニルクロリドに代えて、４−クロロベンゼンスルホニルクロリド（１５．２ｇ，７２ｍｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様な方法により反応を行った。液体クロマトグラフィー分析により収率は、ビス（４−クロロフェニル）ジスルフィド８２．９％、４−クロロチオフェノール８．８％であった。
【００３８】
【発明の効果】
本発明による、水と有機溶媒の２相液中で反応させることにより、従来法に比べて急激な水素の発生、反応熱暴走がなく、段階的に反応を進行させて、高収率・高選択的および高安全性を確立することができた。また、金属亜鉛の使用量を減らすことにより、ジフェニルジスルフィド誘導体を選択的に製造できる上に、廃液処理の負荷軽減ができた。