(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｉ）で表わされるハロベンゼン類を、メチルメルカプチドアルカリ金属塩により一般式（ＩＩ）で表わされるメチルチオハロベンゼン類となし、塩素化剤により一般式（ＩＩＩ）で表わされるクロロメチルチオハロベンゼン類とし、さらに水の存在下で塩素化剤により塩素化することを特徴とする、一般式（ＩＶ）で表わされるハロベンゼンスルホニルクロリド類の製造方法。
【化１】
0003837761.tif 000008
【請求項２】
メチルメルカプチドアルカリ金属塩によるメチルチオ化を、界面活性剤の存在下に行なうことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
界面活性剤がポリエチレングリコールである請求項２に記載の方法。
【請求項４】
界面活性剤が４級アンモニウム塩である請求項２に記載の方法。
【請求項５】
一般式（ＩＩＩ）のｎが１である請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
塩素化剤が塩素である請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
ハロベンゼンスルホニルクロリド類が２−クロロベンゼンスルホニルクロリドまたは４−クロロベンゼンスルホニルクロリドである請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
ハロベンゼンスルホニルクロリド類が２−ブロモベンゼンスルホニルクロリドまたは４−ブロモベンゼンスルホニルクロリドである請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
ハロベンゼンスルホニルクロリド類が２，５−ジクロロベンゼンスルホニルクロリドまたは３，５−ジクロロベンゼンスルホニルクロリドである請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、ハロベンゼン類を原料とする、ハロベンゼンスルホニルクロリド類の新規な製造方法に関する。ハロベンゼンスルホニルクロリド類は、１級、２級のアミン類と容易に反応し、医薬、農薬、機能性材料など種々の分野に有用なハロベンゼンスルホンアミド類を製造する原料として有用であり、またハロベンゼンスルホニルクロリド類自身も、医薬、農薬、機能性材料などの種々の用途に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ハロベンゼンスルホニルクロリド類を合成する方法としては、いくつか知られているが、これらの製造方法は、下記のように分類される。
【０００３】
▲１▼スルホン化を経由するもの
スルホン酸塩のハロゲン置換反応
Bahlman, Ann.,186,325(1877)
【化３】
0003837761.tif 000002
クロロ硫酸等によるスルホン化
E. H. Huntress, F. H. Garten, J. Am. Chem. Soc.,62.511(1940)
【化４】
0003837761.tif 000003
▲２▼ジアゾニウム塩を経由するもの
DE 3107700
【化５】
0003837761.tif 000004
▲３▼メタル化反応を利用するもの
T. Hamada, O. Yonemitu, Syn.,10.854(1988)
【化６】
0003837761.tif 000005
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら公知の方法は、工業的に実施する上において次のような欠点がある。
【０００５】
▲１▼の方法では、五塩化リンを使用するために廃水処理の問題があり、経済性や環境保護の面で好ましくない。また、この方法では、２位に置換したハロベンゼンスルホニルクロリドの合成は、困難である場合が多い。
【０００６】
▲２▼の方法は、工程が長くなりやすいことや、銅塩を多量に使用するために廃水処理の問題があり、経済性や環境保護の面で好ましくない。また、ジアゾニウム塩自体も決して安定とは言い難く、安全な操業を行なう上でも問題である。
【０００７】
▲３▼の方法は、高価な試薬を使うなど、工業的な実施においては、経済性が見合わない場合が多い。
【０００８】
以上のように、従来のハロベンゼンスルホニルクロリド類の製造方法は、経済性に欠け、工業的な製造が容易でない場合が多く、安価に多様なハロベンゼンスルホニルクロリド類を工業的に製造できる方法が求められていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明者等は、前記の状況に鑑み、工業的に安価にかつ容易にハロベンゼンスルホニルクロリド類を製造する方法を提供すべく鋭意検討を行なった。
【００１０】
その結果、工業的に安価に供給されているハロベンゼン類を出発原料に用い、メチルチオ化し、引き続き、塩素化剤によりクロロメチルチオ化し、さらに水の存在下で塩素化することによって、ハロベンゼンスルホニルクロリド類が高収率で得られることを見出し、本願発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本願発明は、一般式（Ｉ）で表わされるハロベンゼン類を、メチルメルカプチドアルカリ金属塩により一般式（ＩＩ）で表わされるメチルチオハロベンゼン類となし、塩素化剤により一般式（ＩＩＩ）で表わされるクロロメチルチオハロベンゼン類とし、さらに水の存在下で塩素化剤により塩素化することを特徴とする、一般式（ＩＶ）で表わされるハロベンゼンスルホニルクロリド類の製造方法である。
【００１２】
【化７】
0003837761.tif 000006
その反応機構は完全には詳らかではないが、先ずハロベンゼン類をメチルチオ化し、さらにメチル基を塩素化して得られたクロロメチルチオハロベンゼン類の硫黄原子が水の存在下で塩素化剤により酸化され、スルホキシドを与える。次いで、クロロメチル基が更に塩素化され、塩素化剤と水の存在下で硫黄原子とメチル基炭素原子との結合が開裂し、ほぼ同時に硫黄原子の酸化・塩素化が起こってハロベンゼンスルホニルクロリドを与えるものと推察される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明を順次、具体的に説明する。
【００１６】
一般式（Ｉ）で表わされるハロベンゼン類に対するメチルメルカプチドアルカリ金属塩による置換反応により、一般式（ＩＩ）で表わされるメチルチオハロベンゼン類が得られる。一般式（Ｉ）で表わされるハロベンゼン類において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３で表わされるハロゲン原子は、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを意味し、Ｃｌ、Ｂｒである場合に良好な結果が得られる。具体的には、１，２−ジクロロベンゼン、１，３−ジクロロベンゼン、１，４−ジクロロベンゼン、１，２，３−トリクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベンゼン、１，３，５−トリクロロベンゼン、１，２−ジブロモベンゼン、１，３−ジブロモベンゼン、１，４−ジブロモベンゼン、１，２，３−トリブロモベンゼン、１，２，４−トリブロモベンゼン、１，３，５−トリブロモベンゼン等が挙げられる。
【００１７】
反応に用いるメチルメルカプチドアルカリ金属塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等を使用することができるが、経済的見地からは、ナトリウム塩水溶液が好ましく用いられる。
【００１８】
メチルメルカプチドアルカリ金属塩の使用量は、一般式（Ｉ）で表わされるハロベンゼン類に対して、通常０．１〜３倍モル、好ましくは０．２〜２倍モルである。反応温度は、用いるハロベンゼン類により異なり一概には言えないが、通常７０〜２００℃、好ましくは１００〜１５０℃である。
【００１９】
反応は、ハロベンゼン類とメチルメルカプチドアルカリ金属塩を混合して撹拌するだけでも進行するが、界面活性剤の存在下で行なうと、さらに円滑に進行する。界面活性剤としては、例えば、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩等の陰イオン界面活性剤、高級アミンハロゲン酸塩、ハロゲン化アルキルピリジニウム、４級アンモニウム塩等の陽イオン界面活性剤、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールアルキルエーテル等の非イオン界面活性剤、アミノ酸等の両性界面活性剤等が挙げられるが、中でもポリエチレングリコール、４級アンモニウム塩が経済的見地から好ましく用いられる。界面活性剤を用いる場合の使用量は、ハロベンゼン類に対して、通常０．００１〜５倍重量、好ましくは０．００５〜２倍重量の範囲である。界面活性剤の使用量が、０．００１倍重量未満の場合には、効果が充分あらわれず、一方、５倍重量を超えて用いても、それに見合う効果が得られず経済的に不利である。
【００２０】
さらに、メチルメルカプチドアルカリ金属塩の水溶液を使用する場合、系内から水を除きながら行なうと、反応はより円滑に進行する。反応時間は、用いるハロベンゼン類により異なり一概には言えないが、通常１〜２０時間、好ましくは３〜１０時間の範囲である。
【００２１】
溶媒は、特に限定されるものではなく、無溶媒またはハロベンゼン類自身を溶媒として好んで用いるが、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の炭化水素類、ジクロロエタン、トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類を用いることができる。溶媒を用いる場合、その使用量は、特に限定されるものではないが、通常、一般式（Ｉ）で表わされるハロベンゼン類に対して、０．１〜１０倍重量である。
【００２２】
生成した一般式（ＩＩ）で表わされるメチルチオハロベンゼン類は、常法の蒸留、晶析などにより単離可能であるが、単離することなく、塩を取り除いたのみの反応液を次の工程に用いることも可能である。
【００２３】
このようにして得た、一般式（ＩＩ）で表わされるメチルチオハロベンゼン類を塩素化剤と反応させることにより、一般式（ＩＩＩ）で表わされるクロロメチルチオハロベンゼン類が得られる。
【００２４】
一般式（ＩＩＩ）で表わされるクロロメチルチオハロベンゼン類においては、ｎは１または２の整数であるが、ｎが１の方が次工程のスルホニルクロリド化を円滑に進行させることができる。反応に用いる塩素化剤としては、塩素、塩化スルフリル、塩化チオニル等を挙げることができるが、経済的見地からは塩素が好ましい。塩素化剤の使用量は、一般式（ＩＩ）で表わされるメチルチオハロベンゼン類により異なり、一概には言えないが、通常、一般式（ＩＩ）で表わされるメチルチオハロベンゼン類に対して、０．１〜１０倍モル量、好ましくは１〜２倍モル量である。
【００２５】
溶媒は、無溶媒またはハロベンゼン類自身を溶媒として使用しても可能であるが、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の炭化水素類、ジクロロエタン、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類を挙げることができる。溶媒を用いる場合、その使用量は特に限定されるものではないが、通常、一般式（ＩＩ）で表わされるメチルチオハロベンゼン類に対して０．１〜１０倍重量である。
【００２６】
反応温度は、通常、−１０〜２００℃、好ましくは０〜１００℃の範囲である。反応温度が低すぎると反応速度が遅く、逆に高すぎると副反応が起こり、収率低下の原因となる。反応時間は通常、約０．５〜１０時間の範囲である。
【００２７】
生成した一般式（ＩＩＩ）で表わされるクロロメチルチオハロベンゼン類は、常法の晶析または蒸留等により単離可能であるが、単離せず、反応液をそのまま次のスルホニルクロリド化の工程に用いることも可能である。
【００２８】
このようにして得た、一般式（ＩＩＩ）で表わされるクロロメチルチオハロベンゼン類を、水の存在下で塩素化剤と反応させることにより、一般式（ＩＶ）で表わされるハロベンゼンスルホニルクロリド類が得られる。水の使用量は、特に限定されるものではないが、一般式（ＩＩＩ）で表わされるクロロメチルチオベンゼン類に対して、通常１〜１００倍モル量、好ましくは３〜５０倍モル量である。
【００２９】
反応に用いる塩素化剤としては、塩素、塩化スルフリル、塩化チオニル等を挙げることができるが、経済的見地からは塩素が好ましい。塩素化剤の使用量は、一般式（ＩＩＩ）で表わされるクロロメチルチオハロベンゼン類により異なり、一概には言えないが、通常、一般式（ＩＩＩ）で表わされるクロロメチルチオハロベンゼン類に対して、１〜１００倍モル量、好ましくは２〜５０倍モル量である。
【００３０】
溶媒は、生成する一般式（ＩＶ）で表わされるハロベンゼンスルホニルクロリド類に対して不活性であれば、特に限定されるものではなく、無溶媒またはハロベンゼン類自身を溶媒として使用してもよく、また水溶媒でも可能であるが、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の炭化水素類、ジクロロエタン、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類を挙げることができる。溶媒を用いる場合、その使用量は特に限定されるものではないが、通常、一般式（ＩＩＩ）で表わされるクロロメチルチオハロベンゼン類に対して０．１〜１０倍重量である。
【００３１】
反応温度は、通常、−１０〜２００℃、好ましくは０〜１００℃の範囲である。反応温度が低すぎると反応速度が遅く、逆に高すぎると副反応が起こり、収率低下の原因となる。反応時間は通常、約０．５〜１０時間の範囲である。
【００３２】
このようにして、目的の一般式（ＩＶ）で表わされるハロベンゼンスルホニルクロリド類が得られる。生成したハロベンゼンスルホニルクロリド類は、通常の蒸留、晶析等により容易に単離することができる。
【００３３】
なお、一般式（ＩＩ）で表わされるメチルチオハロベンゼン類を水の存在下で塩素化剤と反応させることによっても、一般式（ＩＶ）で表わされるハロベンゼンスルホニルクロリド類が生成する。しかしながら、上述したように、一般式（ＩＩ）で表わされるメチルチオハロベンゼン類のメチル基を塩素化剤により塩素化し、一般式（ＩＩＩ）で表わされるクロロメチルチオハロベンゼン類とし、引き続き水の存在下で塩素化剤により塩素化反応を行なう方が、収率および品質上好ましい結果を与える。
【００３４】
本願発明で得られるハロベンゼンスルホニルクロリド類としては、具体的には、２−クロロベンゼンスルホニルクロリド、３−クロロベンゼンスルホニルクロリド、４−クロロベンゼンスルホニルクロリド、２，５−ジクロロベンゼンスルホニルクロリド、３，５−ジクロロベンゼンスルホニルクロリド、２，６−ジクロロベンゼンスルホニルクロリド、２−ブロモベンゼンスルホニルクロリド、３−ブロモベンゼンスルホニルクロリド、４−ブロモベンゼンスルホニルクロリド、２，５−ジブロモベンゼンスルホニルクロリド、３，５−ジブロモベンゼンスルホニルクロリド、２，６−ジブロモベンゼンスルホニルクロリド等が挙げられる。
【００３５】
なお、本願発明で得られる一般式（ＩＶ）で表わされるハロベンゼンスルホニルクロリド類は、上記の例に何等限定されるものではない。
【００３６】
【実施例】
以下に、実施例により、本願発明をさらに詳しく説明するが、本願発明はこれらの実施例に何等限定されるものではない。
【００３７】
実施例１
撹拌機、温度計、滴下ロート、リービッヒ冷却器および受器を備え付けた１リットル四つ口フラスコに、１，２−ジクロロベンゼン４４１ｇ（３．００モル）、ポリエチレングリコール（平均分子量３００）８１ｇ（０．２７モル）を仕込み、撹拌下約１３５℃で３０％メチルメルカプチドナトリウム塩水溶液２３３ｇ（１．０モル）を４時間かけて滴下した。この際、水５５ｇおよび１，２−ジクロロベンゼン１１２ｇが系外に留去された。さらに１時間撹拌し、反応を終了した。水を添加して分液し、粗２−クロロメチルチオベンゼンの１，２−ジクロロベンゼン溶液を得た。この溶液に、無水硫酸ナトリウムを約５０ｇ加えて約１時間静置して、水分を除去した後、この反応液に塩素ガス４９．７ｇ（０．７モル）を約３５℃で１時間かけて吹き込み、２−クロロ（クロロメチルチオ）ベンゼンの１，２−ジクロロベンゼン溶液を得た。次に、水を２００ｇ加え、再び塩素ガス２９８．２ｇ（４．２モル）を約３５℃で６時間かけて吹き込み、さらに３時間撹拌し、反応を終了した。反応終了後、油層を分離し、１，２−ジクロロベンゼンを留去し、減圧蒸留により２−クロロベンゼンスルホニルクロリドの無色液体１４３．９ｇを得た。メチルメルカプチドに対する収率は６８．２％であった。
【００３８】
参考例１
撹拌機、温度計、滴下ロート、リービッヒ冷却器および受器を備え付けた１リットル四つ口フラスコに、１，２−ジクロロベンゼン４４１ｇ（３．００モル）、ポリエチレングリコール（平均分子量３００）８１ｇ（０．２７モル）を仕込み、撹拌下約１３５℃で３０％メチルメルカプチドナトリウム塩水溶液２３３ｇ（１．０モル）を４時間かけて滴下した。この際、水５５ｇおよび１，２−ジクロロベンゼン１１２ｇが系外に留去された。さらに１時間撹拌し、反応を終了した。水を添加して分液し、粗２−クロロメチルチオベンゼンの１，２−ジクロロベンゼン溶液を得た。この溶液に、水を２００ｇ加え、塩素ガス３４７．７ｇ（４．９モル）を約３５℃で７時間かけて吹き込み、さらに３時間撹拌し、反応を終了した。反応終了後、油層を分離し、１，２−ジクロロベンゼンを留去し、減圧蒸留により２−クロロベンゼンスルホニルクロリドの無色液体１３３．１ｇを得た。メチルメルカプチドに対する収率は６３．１％であった。
【００３９】
実施例３〜８
原料を表１に示したハロベンゼン類に変える以外は、実施例１と同様の操作により、対応するハロベンゼンスルホニルクロリド類を得た。
【００４０】
【表１】
0003837761.tif 000007
実施例９
メチルチオ化反応に添加するポリエチレングリコールの代わりにテトラ−ｎ−ブチルアンモニウムブロミド９．６ｇ（０．０３モル）を用いた以外は、実施例１と同様の操作により粗２−クロロメチルチオベンゼンの１，２−ジクロロベンゼン溶液を得た。この溶液に、無水硫酸ナトリウムを約５０ｇ加えて約１時間静置して、水分を除去した後、この反応溶液に塩素ガス４９．７ｇ（０．７モル）を約３５℃で１時間かけて吹き込み、２−クロロ（クロロメチルチオ）ベンゼンの１，２−ジクロロベンゼン溶液を得た。更に水を２００ｇ加え、塩素ガス２９８．２ｇ（４．２モル）を約３５℃で６時間かけて吹き込み、さらに３時間撹拌し、反応を終了した。反応終了後、油層を分離し、１，２−ジクロロベンゼンを留去し、減圧蒸留により２−クロロベンゼンスルホニルクロリドの無色液体１４０．７ｇを得た。メチルメルカプチドに対する収率は６６．７％であった。
【００４１】
参考例２
撹拌機、温度計、滴下ロート、リービッヒ冷却器および受器を備え付けた２００ｍｌ四つ口フラスコに、１，２−ジブロモベンゼン４７．２ｇ（０．２００モル）、ポリエチレングリコール（平均分子量３００）６０ｇ（０．２００モル）を仕込み、撹拌下約１３５℃で３０％メチルメルカプチドナトリウム塩水溶液７４．７ｇ（０．３２０モル）を３時間かけて滴下した。この際、系外に留出した１，２−ジブロモベンゼンは適時系内に戻した。さらに２時間撹拌し、反応を終了した。水を添加して分液し、粗２−ブロモメチルチオベンゼンを得た。減圧蒸留を行ない、２−ブロモメチルチオベンゼン２５．５ｇ（０．１２６モル）を得た。このものにクロロベンゼン８０ｇと水４０ｇを加え、１０℃で約３時間かけて塩化スルフリル１０２．１ｇ（０．７５６モル）を滴下し、その後５時間１０℃で撹拌を続け、反応を終了した。反応終了後、油層を分離し、無水硫酸ナトリウムを約５ｇ加えて約１時間静置し、水分を除去した後、溶媒を留去して粗結晶を得た。この粗結晶をクロロベンゼンに溶解し、貧溶媒を加えて再結晶を行ない、２−ブロモベンゼンスルホニルクロリドの白色結晶２９．９ｇを得た。１，２−ジブロモベンゼンに対する収率は５８．５％であった。
【００４２】
【発明の効果】
本願発明は、医薬、農薬、機能性材料などの種々の用途に用いられるハロベンゼンスルホニルクロリド類の新規な製造方法を提供するものである。本願発明の方法によれば、工業的に入手可能で安価なハロベンゼン類をスルフィド化し、水の存在下で塩素化することにより、簡便なプロセスで目的化合物が得られる。したがって、経済的、工業的価値が極めて大きい。