JPH0525122A - ４−アルキル−３−チオセミカルバジドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】アルキルアミン、二硫化炭素並びに水酸化アル
カリを反応させて容易に得られる安価なアルキルジチオ
カルバミン酸アルカリ塩を原料として、１，３−アルキ
ルチオ尿素の副生を抑制しつつ、高純度の４−アルキル
−３−チオセミカルバジドを工業的に製造する方法を提
供する。 【構成】アルキルジチオカルバミン酸アルカリと強酸と
を、ヒドラジンが共存するｐＨ９以上の水溶液中で反応
させ、生成する硫化水素を系外に除去することにより高
純度の一般式： （式中、Ｒはアルキル基、Ｒ′はアルキル基又は水素原
子を表し。）で表わされる４−アルキル−３−チオセミ
カルバジドを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医薬及び農薬等の合成
原料として重要な化合物である４−アルキル−３−チオ
セミカルバジドの製造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】４−アルキル−３−チオセミカルバジド
の製造方法として、（Ａ）アルキルイソチオシアネート
と水加ヒドラジンとを反応させる方法（ＣＡ Ｖｏｌ.
６９：２６７３９Ｘ）、（Ｂ）４−アルキルジチオカル
バミン酸アルキルアンモニウムと水加ヒドラジンとを反
応させる方法（米国特許第４，２３７，０６６号明細
書）、及び（Ｃ）アルキルジチオカルバミン酸ナトリウ
ムと水加ヒドラジンを金属触媒の存在下に反応させる方
法（ヨーロッパ特許第３０８，２２５号明細書）が知ら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】しかし、（Ａ）の方
法は、アルキルイソチオシアネートが高価なため実用性
に乏しく、（Ｃ）の方法は、使用する触媒により結晶が
着色し、高品質の４−アルキル−３−チオセミカルバジ
ドの工業生産には適さないものである。また（Ｂ）の方
法は１，３−アルキルチオ尿素が副生し、収率を低下せ
しめると共に、目的物から副生物を分離精製することが
難しいため、高純度の４−アルキル−３−チオセミカル
バジドは得られず、従来法はいずれも満足できる製造法
ではない。

【０００４】従って、本発明の目的は、アルキルアミ
ン、二硫化炭素並びに水酸化アルカリを反応させて容易
に得られる安価なアルキルジチオカルバミン酸アルカリ
塩を原料として、１，３−アルキルチオ尿素の副生を抑
制しつつ、高純度の４−アルキル−３−チオセミカルバ
ジドを工業的に製造する方法を提供するにある。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】アルキルジチオカルバ
ミン酸アルカリ塩を原料とする４−アルキル−３−チオ
セミカルバジドの製造方法に関して鋭意検討した結果、
アルキルジチオカルバミン酸は中性より酸性側では容易
にアルキルアミン、二硫化炭素へと分解すること並びに
分解により生じたアルキルアミンはアルキルジチオカル
バミン酸アルキルアンモニウムを経由して、１，３−ジ
アルキルチオ尿素を副生することが判明し、これらの結
果をもとに副反応を抑制する条件を検討して本発明に到
達した。

【０００６】本発明は、アルキルジチオカルバミン酸ア
ルカリ、即ち式「化１」を原料として、４−アルキル−
３−チオセミカルバジド、即ち式「化２」を製造するに
際してヒドラジンが共存するｐＨ９以上の水溶液中で
アルキルジチオカルバミン酸アルカリ塩を当量の強酸と
共に加熱し、生成する硫化水素を系外に除去すること
により高収率且つ高純度の４−アルキル−３−チオセミ
カルバジドを製造する方法である。

【０００７】

【作用】本発明の反応経路は、アルキルジチオカルバミ
ン酸アルカリ塩がアルキルジチオカルバミン酸ヒドラジ
ニウム塩に転化した後、硫化水素を脱離して４−アルキ
ル−３−チオセミカルバジドに転化すると推測され、次
の「化３」で表される。

【化３】 （式中、Ｍはアルカリ金属、ＨＡは酸、Ｒはアルキル
基、Ｒ’はアルキル基又は水素原子を表す。）。

【０００８】本発明の方法で、次の「化４」によると考
えられる１，３−アルキルチオ尿素の副生を抑制するこ
とが可能となつた。本発明によればアルキルジチオカル
バミン酸のアルキルアミンへの分解を出来るだけ抑制
し、結果的に１，３−アルキルチオ尿素の副生を抑制す
るので、高収率且つ高純度の４−アルキル−３−チオセ
ミカルバジドを製造することが可能となる。

【化４】 （但し、Ｍはアルカリ金属、ＨＡは酸、Ｒはアルキル
基、Ｒ’はアルキル基又は水素原子を表す。）。

【０００９】

【発明の好適態様】本発明に使用するアルキルジチオカ
ルバミン酸アルカリ塩は、メチルジチオカルバミン酸ナ
トリウム、エチルジチオカルバミン酸ナトリウム、プロ
ピルジチオカルバミン酸ナトリウム、イソプロピルジチ
オカルバミン酸ナトリウム、ブチルジチオカルバミン酸
ナトリウム、sec−ブチルジチオカルバミン酸ナトリウ
ム、tert−ブチルジチオカルバミン酸ナトリウム、メチ
ルジチオカルバミン酸カリウム、エチルジチオカルバミ
ン酸カリウム、プロピルジチオカルバミン酸カリウム、
イソプロピルジチオカルバミン酸カリウム、ブチルジチ
オカルバミン酸カリウム、sec−ブチルジチオカルバミ
ン酸カリウム、tert−ブチルジチオカルバミン酸カリウ
ム、Ｎ，Ｎ−ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、
Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、Ｎ，
Ｎ−ジメチルジチオカルバミン酸カリウム、Ｎ，Ｎ−ジ
エチルジチオカルバミン酸カリウム等であるが、特にメ
チルジチオカルバミン酸ナトリウムとメチルジチオカル
バミン酸カリウムが好適である。

【００１０】アルキルジチオカルバミン酸アルカリ塩と
しては、対応するアルキルアミンと二硫化炭素及び水酸
化ナトリウム又は水酸化カリウムの反応で得られる水溶
液をそのまま使用することもできる。

【００１１】ヒドラジンとしては、無水ヒドラジン、水
加ヒドラジン、１塩酸ヒドラジン、２塩酸ヒドラジン、
硫酸ヒドラジン、中性硫酸ヒドラジン、燐酸ヒドラジン
等が使用できるが、無水ヒドラジン及び水加ヒドラジ
ン、特に水加ヒドラジンが好適である。水加ヒドラジン
は、工業的に市販されている濃度６０％、１００％のも
のを使用することもでき、また必要に応じて濃度を下げ
て使用することもできる。

【００１２】ヒドラジンの使用量は、アルキルジチオカ
ルバミン酸アルカリ塩１モルに対し１．１〜２０．０モ
ルとすることが好ましいが、１．１〜３．０モルとする
ことが好適である。

【００１３】本発明に使用する酸は、塩酸、硫酸、燐
酸、Ｐ−トルエンスルホン酸等の強酸であるが、特に塩
酸と硫酸が好ましい。

【００１４】酸の使用量は、本発明において特に重要で
あつて、収率及び品質に極めて大きな影響を与える。ア
ルキルジチオカルバミン酸アルカリ塩１モルに対して使
用する酸は０．９８〜１．００当量が適当である。但
し、フリーの水酸化アルカリが存在する場合には、アル
キルジチオカルバミン酸アルカリ塩のモル数にフリーの
水酸化アルカリのモル数を加えた全モル数に対して使用
する酸は０．９８〜１．００当量が適当である。特に好
ましくは上記当量数を１に保つことである。

【００１５】ヒドラジン及び酸に代えて一部又は全部
に、塩酸ヒドラジン、２塩酸ヒドラジン、硫酸ヒドラジ
ン、中性硫酸ヒドラジン、燐酸ヒドラジン等のヒドラジ
ンの強酸塩類を使用することがことができる。ヒドラジ
ン及び酸に代えて一部又は全部にヒドラジンの強酸塩類
を使用する場合は、アルキルジチオカルバミン酸アルカ
リ塩１モルに対して、ヒドラジンの強酸塩の当量数に酸
の当量数を加えた全当量数が、０．９８〜１．００当量
となる様にする。

【００１６】本発明の方法においてヒドラジン共存下反
応液のＰＨを９以上に維持することは必須である。通
常、ヒドラジン水溶液中、アルキルジチオカルバミン酸
アルカリ塩と当量の強酸を混合することでこの条件は達
成される。すなわち、過剰なヒドラジンの共存下におい
て、アルキルジチオカルバミン酸アルカリ塩：強酸＝
１：１（当量比）を満たしさえすればｐＨ９以上とな
り、本発明の方法を支障なく実施できる。

【００１７】特にアルキルジチオカルバミン酸アルカリ
塩を使用する場合、アルキルジチオカルバミン酸アルカ
リ塩対強酸の当量比は１であることが必要である。アル
キルジチオカルバミン酸アルカリ塩に対して強酸が少な
い場合、同塩は安定性が極めて高いため本発明の条件下
では反応することなく、アルキルジチオカルバミン酸ア
ルカリ塩は未反応のまま残存することになり、収率の低
下をもたらすことになる。但しアルキルジチオカルバミ
ン酸アルカリ塩は水溶液として系外に除去されるため、
製品の品質は低下しない。又、アルキルジチオカルバミ
ン酸アルカリ塩に対して強酸が多い場合、反応系のｐＨ
を９以上に維持することができなく、１，３−アルキル
チオ尿素の副生を抑制出来なくなり、収率の低下をもた
らすと共に製品の品質は低下する。

【００１８】本発明の反応温度は６０〜１２０℃、好ま
しくは９０〜１１０℃である。この範囲より低い温度で
は反応の進行が十分でなく、高収率は得られない。ま
た、この範囲より高い温度では副生物が生成し、製品が
着色するので、高品質、高収率の目的を達成し得ない。

【００１９】本発明の方法の好ましい温度範囲におい
て、ヒドラジン共存下ｐＨ９以上の条件で、アルキルジ
チオカルバミン酸アルカリ塩に強酸を加えるとただちに
反応が進行して、４−アルキル−３−チオセミカルバジ
ドが生成すると同時に硫化水素が発生する。従って反応
をスムーズに進行させるために強酸の添加速度を制御
し、硫化水素の生成速度をコントロールするのがよい。

【００２０】反応時間は通常０．５〜１０時間、好まし
くは０．５〜４時間である。

【００２１】反応圧力は特に制限はない。硫化水素をス
ムーズに除去するため、本発明の温度範囲では常圧、又
は減圧で実施される。

【００２２】硫化水素の除去は上記条件下で実施するか
ぎり自動的にスムーズに進行するがさらには必要に応じ
て一部の水を同時に留去することにより、一層の効果を
もたらすことになる。

【００２３】水加ヒドラジンを用いる際の好ましい反応
方法としては、水加ヒドラジンの水溶液にアルキルジ
チオカルバミン酸アルカリ塩と強酸を、アルキルジチオ
カルバミン酸アルカリ塩：強酸の当量比較を１：１に維
持しつつ添加し、反応せしめる方法、水加ヒドラジン
とアルキルジチオカルバミン酸アルカリ塩の混合物に徐
々に強酸を加え、反応せしめる方法、等が挙げられる。

【００２４】

【実施例】以下、実施例を挙げ本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの例によって何ら制限されるもの
ではない。なお、４−アルキル−３−チオセミカルバジ
ドの純度分析は、液体クロマトグラフィーによる。

【００２５】実施例１ ４０％モノメチルアミン水溶液１１６．５ｇ（１．５０
モル）と純水１１６．５ｇを攪拌機、温度計及びコンデ
ンサーを備えた１リットルのガラス製フラスコに充填
し、二硫化炭素１１４．２ｇ（１．５０モル）を１０℃
以下の温度で１５分で加えた。次に、４８％水酸化ナト
リウム水溶液１０４．２ｇ（１．２５モル）を１０℃以
下の温度に維持しつつ９０分で加えた。水酸化ナトリウ
ム添加後、１０℃で４時間、４５℃で２時間攪拌した。
減圧下にポット温度４５℃以下でモノメチルアミン、二
硫化炭素、水を３時間かけて留去し、２５４．０ｇの白
色乾固物を得た。この乾固物にアセトン４００．０ｇを
加え、２時間攪拌した後、１０℃に冷却し結晶を分離し
た。結晶をアセトン２００．０ｇで洗浄後、真空乾燥器
中３０℃で１６時間乾燥し、モノメチルジチオカルバミ
ン酸ナトリウム２水塩の結晶１７９．７ｇ（１．０９モ
ル）を得た。

【００２６】攪拌機、温度計及び蒸留装置を備えた５０
０ｍｌガラス製フラスコに１００％水加ヒドラジン３
３．０ｇ（０．６６０モル）と純水２６０．０ｇを充填
した。次に窒素雰囲気中１０２℃に加熱し、上記の方法
で得たモノメチルジチオカルバミン酸ナトリウム２水塩
８２．６ｇ（０．５００モル）を純水１１６．９ｇに溶
解した水溶液並びに３６％塩酸５０．７ｇ（０．５００
モル）を同時に定量ポンプで２時間かけて滴下した。こ
の間、水及び硫化水素を留去した。留出水量の目安は、
モノメチルジチオカルバミン酸ナトリウム水溶液と３６
％塩酸を合わせた量と同じ量である２５０．２ｇとし
た。さらに、純水１３０．０ｇを１時間で加えながら、
水と残存硫化水素を留去し、留出水量は、添加水と同じ
量である１３０．０ｇを目安にした。反応液を６８℃ま
で冷却し、種結晶として少量の４−メチル−３−チオセ
ミカルバジドを加え、ゆっくりと１５℃まで冷却した。
反応液を１５℃で３０分攪拌し結晶を分離した。結晶を
純水５０．０ｇで洗浄した後、真空乾燥器にて５０℃
で、８時間乾燥した。４−メチル−３−チオセミカルバ
ジドの収量は４２．４ｇ、純度は９８．８％、融点は１
３７．８℃で、モノメチルジチオカルバミン酸ナトリウ
ムベースの収率は７９．７％であつた。なお、反応液の
ｐＨは反応開始時は１２以上、反応終了時は１０．１で
あつた。

【００２７】実施例２ 攪拌機、温度計、コンデンサーを備えた５００ｍｌガラ
ス製フラスコに、実施例１と同様に合成したモノメチル
ジチオカルバミン酸ナトリウム２水塩８２．６ｇ（０．
５００モル）、１００％水加ヒドラジン３３．０ｇ
（０．６６０モル）及び純水１５０．０ｇを充填した。
次に、窒素雰囲気中１０２℃に加熱し、３６％塩酸５
０．７ｇ（０．５００モル）を定量ポンプで２時間で滴
下した。３６％塩酸滴下後１０２〜１０４℃で１時間攪
拌した。反応中、生成した硫化水素はコンデンサーを通
して留去した。反応液を６８℃まで冷却し、種結晶とし
て少量の４−メチル−３−チオセミカルバジドを加え、
ゆっくりと１５℃まで冷却した。反応液を１５℃で３０
分攪拌し結晶を分離した。結晶を純水５０．０ｇで洗浄
し、真空乾燥器で５０℃で、８時間乾燥した。４−メチ
ル−３−チオセミカルバジドの収量は４０．９ｇ、純度
は９８．７％、融点は１３７．０℃で、モノメチルジチ
オカルバミン酸ナトリウムベースの収率は７６．８％で
あつた。なお、反応液のＰＨは反応開始時は１２以上、
反応終了時は１０．０であつた。

【００２８】実施例３ ４０％モノメチルアミン水溶液７７．７ｇ（１．００モ
ル）と純水７６．９ｇを、攪拌機、温度計及びコンデン
サーを備えた５００ｍｌのガラス製フラスコに充填し、
二硫化炭素３８．１ｇ（０．５００モル）を１０℃以下
の温度で１５分で加えた。次に、２８．７％水酸化ナト
リウム水溶液６９．８ｇ（０．５００モル）を１０℃以
下の温度に維持しつつ１５分で加えた。水酸化ナトリウ
ム水溶液添加後、２０℃で２時間、３０℃で１時間攪拌
した。減圧下、ポット温度４５℃以下でモノメチルアミ
ン、二硫化炭素、水を１．５時間かけて留去し、１４
４．３ｇの濃縮液を得た。次いで攪拌機、温度計及びコ
ンデンサーを再度装着し、１００％水加ヒドラジン３
３．０ｇ（０．６６０モル）と純水７９．２ｇを加え
た。次に、窒素雰囲気中１０２℃に加熱し、３６％塩酸
５０．７ｇ（０．５００モル）を定量ポンプにて２時間
で滴下した。３６％塩酸滴下後１０２〜１０４℃で１時
間攪拌した。反応中、生成した硫化水素はコンデンサー
を通して留去した。反応液を６６℃まで冷却し、種結晶
として少量の４−メチル−３−チオセミカルバジドを加
え、ゆっくりと １５℃まで冷却した。反応液を１５℃
で３０分攪拌し結晶を分離した。結晶を純水５０．０ｇ
で洗浄し、真空乾燥器にて５０℃で８時間乾燥した。４
−メチル−３−チオセミカルバジドの収量は４０．４
ｇ、純度は９８．２％、融点は１３７．３℃で、二硫化
炭素ベースの収率は７５．５％であつた。なお、反応液
のＰＨは反応開始時は１２以上、反応終了時は１０．３
であつた。

【００２９】比較例１ 実施例２と同様な装置にモノメチルジチオカルバミン酸
ナトリウム２水塩６６．１ｇ（０．４００モル）、１０
０％水加ヒドラジン２５．０ｇ（０．５００モル）と純
水９３．５ｇを充填し、３０℃において濃硫酸１９．５
ｇでｐＨを８．５に調整した後、窒素雰囲気中１０４℃
で４時間反応した。反応中、生成した硫化水素はコンデ
ンサーを通して留去し、ｐＨを７〜９に維持するために
濃硫酸３．７ｇを数回に分けて加えた。反応液を７０℃
まで冷却し、種結晶として少量の４−メチル−３−チオ
セミカルバジドを加え、ゆっくりと１５℃迄冷却した。
反応液を１５℃で３０分攪拌し結晶を分離した。結晶を
純水５０．０ｇで洗浄し、真空乾燥器にて５０℃で８時
間乾燥した。４−メチル−３−チオセミカルバジドの収
量は２２．８ｇ、純度は９７．１％、融点は１３５．８
℃で、モノメチルジチオカルバミン酸ナトリウムベース
の収率は５２．６％であつた。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、原料として、アルキル
アミン、二硫化炭素及び水酸化アルカリから工業的に容
易に得られるアルキルジチオカルバミン酸アルカリ塩を
使用して、１，３−アルキルチオ尿素の副生を防止しな
がら、高収率で高品質の４−アルキル−３−チオセミカ
ルバジドを製造でき、従来技術に比較して工業的意義は
大きい。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルキルジチオカルバミン酸アルカリ塩
   と強酸を、ヒドラジンが共存するｐＨ９以上の水溶液中
   で加熱し、生成する硫化水素を系外に除去することを特
   徴とする４−アルキル−３−チオセミカルバジドの製造
   方法。
2. 【請求項２】 アルキルジチオカルバミン酸アルカリ塩
   が、一般式 【化１】 （式中、Ｍはアルカリ金属、Ｒはアルキル基、Ｒ’はア
   ルキル基又は水素原子を表す。）で表される化合物であ
   り、４−アルキル−３−チオセミカルバジドが一般式 【化２】 （式中、Ｒはアルキル基、Ｒ’はアルキル基又は水素原
   子を表す。）で表される化合物である請求項１記載の製
   造方法。
3. 【請求項３】 反応温度が６０〜１２０℃である請求項
   １記載の製造方法。
4. 【請求項４】 アルキルジチオカルバミン酸アルカリ塩
   として、アルキルアミン、二硫化炭素及び水酸化アルカ
   リとの反応液をそのまま使用する請求項１または２記載
   の製造方法。
5. 【請求項５】 ヒドラジンとして無水ヒドラジン、水加
   ヒドラジン、１塩酸ヒドラジン、２塩酸ヒドラジン、硫
   酸ヒドラジン、中性硫酸ヒドラジン及び燐酸ヒドラジン
   から選ばれるヒドラジン類を使用する請求項１〜４のい
   ずれかに記載の製造方法。
6. 【請求項６】 強酸として、塩酸、硫酸、燐酸、ｐ−ト
   ルエンスルホン酸を使用する請求項１〜５のいずれかに
   記載の製造方法。
7. 【請求項７】 反応中、反応系内の水を留去することを
   特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。