(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）で表わされる芳香族またはヘテロ芳香族メチルスルフィド類を水の存在下にハロゲン化剤によりハロゲン化することを特徴とする一般式（３）で表わされる芳香族またはヘテロ芳香族スルホニルハライド類の製造方法。
【化１】
0003814696.tif 000011
（式中、Ａｒは無置換または任意の置換基を有する芳香環またはヘテロ芳香環を、ＸおよびＹはハロゲン原子を、ｍは１または２を、ｎは１または２を表わす。）
【請求項２】
一般式（１）のＸが塩素原子であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ハロゲン化剤が塩素であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
一般式（１）および（３）のＡｒが、無置換または任意の置換基を有するベンゼン環、ピリジン環、チオフェン環、チアゾール環またはイソチアゾール環であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
一般式（１）および（３）のＡｒが、任意の位置にハロゲン、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、カルボキシルエステル基、カルバモイル基、アルキル基、アルコキシル基または置換フェニルチオ基を有する芳香環またはヘテロ芳香環であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
一般式（３）で表わされる化合物が、２−シアノベンゼンスルホニルクロリドまたは４−シアノベンゼンスルホニルクロリドであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
一般式（３）で表わされる化合物が、２−ニトロベンゼンスルホニルクロリドまたは４−ニトロベンゼンスルホニルクロリドであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、芳香族またはヘテロ芳香族スルホニルハライド類の新規な製造方法に関する。
【０００２】
芳香族またはヘテロ芳香族スルホニルハライド類は、医薬、農薬、機能性材料などの種々の用途に用いられている有用な化合物である。
【０００３】
【従来の技術】
従来、芳香族スルホニルハライド類の製造方法に関しては、多くの方法が知られているが、これらの製造方法は、下記のように分類される。
【０００４】
▲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
R.Adams,C.S.Marvel,Org.Synth.,I,84(1941)
【化３】
0003814696.tif 000002
クロロ硫酸等によるスルホン化
M.S.Morgan,L.H.Cretcher,J.Am.Chem.Soc.,70.375(1948)
【化４】
0003814696.tif 000003
【０００５】
▲２▼ジアゾニウム塩を経由するもの
H.Meerwein,E.Buchner,K.van Emster,J.Prakt,Chem.,[2]152.251(1939)
【化５】
0003814696.tif 000004
【０００６】
▲３▼メタル化反応を利用するもの
T.Hamada and O.Yonemitsu,Synthesis,1986,852
【化６】
0003814696.tif 000005
【０００７】
▲４▼チオール誘導体の塩素化によるもの
I.B.Douglass,T.B.Johnson,J.Am.Chem.Soc.,60,1486(1938)
Y.J.Park,H.Hyun,Y.H.Kim,Chem.Lett.,1483,1992
【化７】
0003814696.tif 000006
【０００８】
【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。
【０００９】
▲１▼の方法では、芳香環にニトロ基、シアノ基、カルボキシル基などがついている場合やピリジン環などでは、反応が困難である。また、この方法では、一つの芳香環へ２個以上のハロゲン化スルホニル基を導入するのは一般的に容易ではない。
【００１０】
▲２▼の方法は、工程が長くなりやすいことや、銅塩を大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。
【００１１】
▲３▼の方法は、収率が低い、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。
【００１２】
▲４▼の方法は、原料として使用する芳香族置換チオール誘導体を、工業的な規模で安価に入手することが困難である場合が多い。
【００１３】
以上のように、従来の芳香族スルホニルハライド類の製造方法は、経済性に欠け、工業的な製造が容易でない場合が多く、安価に多様な芳香族スルホニルハライド誘導体を工業的に製造できる方法が求められていた。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記した状況に鑑み、工業的に安価にかつ容易に芳香族またはヘテロ芳香族スルホニルハライド類を製造する方法を提供すべく鋭意検討を行なった。
【００１５】
その結果、芳香族もしくはヘテロ芳香族スルフィド類または芳香族もしくはヘテロ芳香族スルホキシド類を原料として用い、該化合物を水の存在下にハロゲン化することによって、目的とする芳香族またはヘテロ芳香族スルホニルハライ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。
【００１６】
その反応機構は詳らかではないが、原料である芳香族もしくはヘテロ芳香族メチルスルフィドまたは芳香族もしくはヘテロ芳香族メチルスルホキシドの硫黄原子とメチル基炭素原子との間の結合が選択的にかつ容易に開裂し、ほぼ同時に硫黄原子の酸化・ハロゲン化が起こるものと推察される。
【００１７】
すなわち第１の発明は、下記の一般式（１）で表わされる芳香族またはヘテロ芳香族メチルスルフィド類を水の存在下にハロゲン化剤によりハロゲン化して一般式（３）で表わされる芳香族またはヘテロ芳香族スルホニルハライド類を製造する新規な製造方法である。
【００１８】
【化８】
0003814696.tif 000007
（式中、Ａｒは無置換または任意の置換基を有する芳香環またはヘテロ芳香環を、ＸおよびＹはハロゲン原子を、ｍは０〜３の整数を、ｎは１または２を表わす。）
【００１９】
また第２の発明は、下記の一般式（２）で表わされる芳香族またはヘテロ芳香族メチルスルホキシド類を水の存在下にハロゲン化剤によりハロゲン化して一般式（３）で表わされる芳香族またはヘテロ芳香族スルホニルハライド類を製造する新規な製造方法である。
【００２０】
【化９】
0003814696.tif 000008
（式中、Ａｒは無置換または任意の置換基を有する芳香環またはヘテロ芳香環を、ＸおよびＹはハロゲン原子を、ｍは０〜３の整数を、ｎは１または２を表わす。）
【００２１】
本願発明によれば、これまで合成が困難かまたは多段階の工程を要した、シアノ基等の置換した芳香環やピリジン環などへのハロゲン化スルホニル基の導入や、一つの芳香環への２個以上のハロゲン化スルホニル基の導入を容易に行なうことができる。
【００２２】
以下、本願発明を順次具体的に説明する。
【００２３】
本願発明で使用する一般式（１）、（２）で表わされる原料スルフィド類、スルホキシド類は、何れの製造法によって得られたものでも使用可能であるが、本発明者等によって既に明らかにされた２，５−ジクロロアルキルチオベンゼンの製造法（特開平６−５６７６０号）等によれば、より容易に製造することができる。
【００２４】
すなわち、無置換または任意の置換基を有する芳香族またはヘテロ芳香族化合物とアルカンチオールを塩基、４級アンモニウム塩触媒の存在下、水または水−非水溶性有機溶媒中、不均一系で反応させることにより、容易に原料スルフィド類が得られる。また、このものを酸化あるいはハロゲン化することにより、スルホキシド類、ハロメチルスルフィド類等を得ることができる。
【００２５】
一般式中、Ａｒで表わされる芳香環またはヘテロ芳香環は、特に限定されるものではなく、無置換または、任意の置換基を有する広範囲の芳香環またはヘテロ芳香環を意味する。この芳香環またはヘテロ芳香環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、ピラゾール環、ピラジン環、トリアジン環、トリアゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、フラン環、ベンゾフラン環、ピロール環、インドール環等を挙げることができるが、好ましくはベンゼン環、ピリジン環、チオフェン環、チアゾール環、イソチアゾール環を挙げることができる。
【００２６】
また、任意の置換基としては、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、カルボキシルエステル基、カルバモイル基、アルキル基、アルコキシル基、置換フェニルチオ基等を挙げることができる。
【００２７】
一般式（１）で表わされるスルフィド類または一般式（２）で表わされるスルホキシド類のＸは塩素原子または臭素原子を表わすが、経済的には塩素原子が好ましい。また、ｍは０〜３の整数を表わすが、ｍが０であるものの方が一般的には入手が容易である。しかし、目的物の収率を高くしたい場合には、ｍが１、すなわちハロメチルスルフィド類またはハロメチルスルホキシド類、または２、すなわちジハロメチルスルフィド類またはジハロメチルスルホキシド類の方が好ましい結果を与える。
【００２８】
本願発明においては、水の存在下にハロゲン化剤を加えることによりスルフィド類またはスルホキシド類からスルホニルハライド類への反応が高収率で進行する。本願発明に用いる水の量は、原料がスルフィド類かスルホキシド類かにより異なり、一概には言えないが、原料のスルフィド類またはスルホキシド類に対して、通常１〜１００倍モル量、好ましくは３〜５０倍モル量である。
【００２９】
反応に用いるハロゲン化剤としては、塩素、臭素、塩化スルフリル、臭化スルフリ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。ハロゲン化剤の使用量は、使用する原料により異なり、一概には言えないが、通常、原料のスルフィド類またはスルホキシド類に対して、２〜５０倍モル、好ましくは３〜２０倍モルである。
【００３０】
溶媒は、生成するスルホニルハライ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、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、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、スルフィド類またはスルホキシド類に対して０．１〜１０倍重量である。
【００３１】
反応温度は、通常、−１０〜１００℃、好ましくは０〜５０℃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】
このようにして生成した芳香族またはヘテロ芳香族スルホニルハライド類は、通常の蒸留、晶析により容易に単離することができる。
【００３３】
本願発明で得られる芳香族またはヘテロ芳香族スルホニルハライド類としては、いくつもの化合物があるが、例えば、４−クロロ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ブロミド、２，５−ジクロロベンゼンスルホニルクロリド、１，２−ベンゼンジスルホニルクロリド、４−ニトロベンゼンスルホニルクロリド、２−ニトロベンゼンスルホニルクロリド、４−シアノベンゼンスルホニルクロリド、２−シアノベンゼンスルホニルクロリド、４−メチルベンゼンスルホニルクロリド、（４−クロロスルホニルフェニル）エチルケトン、４−クロロスルホニル安息香酸アミド、４−クロロスルホニル安息香酸メチルエステル、２−シアノ−３−クロロベンゼンスルホニルクロリド、（４−クロロスルホニルフェニル）フェニルスルフィド、２−クロロスルホニルピリジン、２，６−ジクロロスルホニルピリジン、２−クロロスルホニルチオフェン、２，５−ジクロロスルホニルチオフェン、２−クロロスルホニルピラジン、４−クロロスルホニルトリアゾール、２−クロロスルホニルオキサゾール、４−クロロスルホニルイソオキサゾール、２−クロロスルホニルチアゾール、４−クロロスルホニルイソチアゾール等を挙げることができる。
【００３４】
なお、本願発明で得られる化合物については、上記の例に何等限定されるものではない。
【００３５】
【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、これら実施例に何等限定されるものではない。
【００３６】
実施例１
原料として用いる４−シアノフェニルメチルスルフィドは、特開平６−５６７６０号記載の方法に準拠して製造した。すなわち、撹拌機、温度計、冷却器を備えた２リットルの４つ口フラスコに、１−クロロ−４−シアノベンゼン１６５．１ｇ（１．２モル）と、相間移動触媒としてテトラ−ｎ−ブチルアンモニウムブロミド１７．８ｇ（０．０５５モル）を添加し、１５重量％濃度に調整したメタンチオールのナトリウム塩水溶液６１６．０ｇ（１．３モル）を仕込み、８０℃で３時間撹拌した。室温まで冷却した後、析出した結晶を濾取し、これをメタノールで再結晶することにより４−シアノフェニルメチルスルフィド１７０．４ｇを得た。
【００３７】
このようにして得られた４−シアノフェニルメチルスルフィド１４９．０ｇ（１．００モル）を撹拌機、温度計、冷却管およびガス導入管を備えた２リットル４つ口フラスコに仕込み、水８０ｇ、モノクロロベンゼン８００ｇを加え、２５℃で約５時間かけて塩素４９７ｇ（７．００モル）を吹き込み、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５０ｇ加えて約１時間静置して、水分を除去した後、溶媒を留去して粗結晶を得た。この粗結晶をモノ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、４−シアノベンゼンスルホニルクロリドの白色結晶１８３．５ｇを得た。４−シアノフェニルメチルスルフィドに対する収率は９１％であった。
【００３８】
実施例２〜２６
出発原料として用いる芳香族またはヘテロ芳香族メチルスルフィド類を表１に示す化合物に変更する以外は、実施例１の後段と同様の操作を行ない、対応する芳香族またはヘテロ芳香族スルホニルクロリドを得た。
【００３９】
【表１】
0003814696.tif 000009
【００４０】
実施例２７
撹拌機、温度計、冷却管および側管付き滴下ロートを備えた２リットル４つ口フラスコに、４−ニトロフェニルメチルスルフィド２０．４ｇ（０．１０モル）、水１０ｇ、モノクロロベンゼン２００ｇを加え、１０℃で約２時間かけて塩化スルフリル９４．５ｇ（０．７０モル）を滴下し、その後６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、１０ｇの水を加えて水洗した。再び油層を分離し、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。この粗結晶をモノ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、４−ニトロベンゼンスルホニルクロリドの白色結晶２１．１ｇを得た。４−ニトロフェニルメチルスルフィドに対する収率は９５％であった。
【００４１】
実施例２８〜５２
出発原料として用いる芳香族またはヘテロ芳香族メチルスルフィド類とハロゲン化剤の組み合わせを表２に示す化合物に変更する以外は、実施例２７と同様の操作を行ない、対応する芳香族またはヘテロ芳香族スルホニルハライド類を得た。
【００４２】
【表２】
0003814696.tif 000010
【００４３】
【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ている芳香族またはヘテロ芳香族スルホニルハライ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、工業的に入手可能な芳香族もしくはヘテロ芳香族メチルスルフィド類または芳香族もしくはヘテロ芳香族メチルスルホキシド類を、水の存在下でハロゲン化することにより、簡単なプロセスで、高収率で目的物が得られる。したがって、経済的、工業的価値が極めて大きい。