JPH0623175B2

JPH0623175B2 - アリ−ルアルキルスルホン誘導体の製造方法

Info

Publication number: JPH0623175B2
Application number: JP62034263A
Authority: JP
Inventors: 善貞中村; 光則小野; 勇伊藤
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1987-02-17
Filing date: 1987-02-17
Publication date: 1994-03-30
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPS63201161A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、アリールアルキルスルホン誘導体の製造方法
に関するものである。

（従来の技術）アリール、アルキルスルホン誘導体の製造方法として
は、 (1)スルフイドまたはスルホキシドの酸化 (2)スルフイン酸のアルキル化 (3)芳香族化合物とハロゲン化スルホニルとのFriedel−
Grafts反応 (4)芳香族化合物とスルホン酸の脱水縮合 (5)スルホン酸エステルとGrignard反応剤との反応などがある。

これらのなかで芳香族化合物から直接誘導する方法とし
ては(3)、(4)があげられ、より一般的なのは(3)の方法
である。(3)の方法は、ルイス酸触媒（例えばAlCl₃、Fe
Cl₃、SnCl₄など）の存在下、ハロゲン化スルホニル類
（例えばベンゼンスルホニルクロリド、メタンスルホニ
ルクロリドなど）を反応させるものである。この反応
は、ジアリールスルホン誘導体の製造には適している
が、アリールアルキルスルホン誘導体の合成例は少な
い。合成例としては以下のものがある。

W.E.Truce,C.W.Vriesenによる米国化学会誌１９５３年
７５巻５０３２〜５０３６頁記載の方法ではハロゲン一
置換のものおよび電子供与性基の置換したベンゼン類に
対する反応例しかない。また、L.Field,P.H.Settlageに
よる、米国化学会誌１９５４年、７６巻１２２２−１２
２５頁記載の方法は、スルホン酸無水物をハロゲン化ス
ルホニルに代えFriedel−Grafts反応を行なう事の優位
性を示しているが、電子吸引性基の置換した低活性な芳
香環類に対する合成例はない。E.E.Gilbertによる、
（米国化学会）有機化学誌１９６３年２８巻１９４５〜
１９４６頁記載の方法は、メタンスルホン酸無水物を用
いる方法であるが、低活性な芳香環類に対しては反応性
にとぼしく、クロロベンゼンでも収率１０％しかなく、
１，２−ジクロロベンゼン、２−ニトロアニソール、２
−メトキシ安息香酸等に対しては、まつたく反応してい
ない。G.A.Olahらによる米国化学会誌１９７３年、９５
巻５６４〜５６９頁記載の方法、同じくSynthesis誌１
９７４年巻３４２〜３４３頁記載の方法においても、低
活性芳香環類に対する合成例はない。F.Effenbengerら
によるChemische Berichte Jahrg.誌１９７５年１０８
巻２９４７〜２９５４頁記載の方法も、アルキルスルホ
ン酸無水物を用いる優位性を示しているが、クロロベン
ゼンに対する反応の収率が５％以下と、低活性な芳香環
類に対するスルホン化反応としては、実用的でない。J.
B.Hendrickson,K.W.Bairによる（米国化学会）有機化学
誌１９７７年４２巻３８７５〜３８７８頁記載の方法
も、トリフルオロメタンスルホニル基を導入する方法と
して有効であるが、クロロベンゼンに対しては収率約１
０％ニトロベンゼンに対してはトリフルオロメタンスル
ホニル基が導入されたものは得られていない。このよう
に、電子吸引性基の置換した低活性な芳香族環類に対し
て直接アルキルスルホンを導入する有効な手段はなかつ
た。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、電子吸引性基の置換した低活性な芳香族環類
に対して直接アルキルスルホニル基を導入する有効な手
段を提供することを目的とする。

上記問題点は、電子吸引性基で置換された芳香族環およ
び／または芳香族ヘテロ環類を、一般式〔Ａ〕で示され
るアルキルスルホン酸無水物および一般式〔Ｂ〕で示さ
れる酸触媒を用いて反応を行なうことにより解決され
た。

一般式〔Ａ〕Ｒ^１−SO₂−Ｏ−SO₂−Ｒ^２一般式〔Ｂ〕Ｒ^３−SO₃H 一般式〔Ｃ〕 Ar−SO₂−Ｒ^１一般式〔Ａ〕〜〔Ｃ〕において、Ｒ^１およびＲ^２は脂肪
族基を示し、Ｒ^３は芳香族基または脂肪族基を示す。Ａ
ｒは電子吸引性基で置換された芳香族環および芳香族ヘ
テロ環類を示す。

本発明者らは、従来法の欠点を克服するため、種々の研
究を重ねた結果、アルキルスルホン前駆体の求電子反応
剤として、一般式〔Ａ〕で示されるアルキルスルホン酸
無水物を用い、同時に、一般式〔Ｂ〕で示される有機強
酸を酸触媒とする反応によつて一般式〔Ｃ〕で示される
アリールアルキルスルホン誘導体を収率よく得ることを
見い出した。本発明は、この知見に基づきなされるに至
つたものである。

以下、本発明の方法について詳しく述べる。

本発明における「電子吸引性基で置換された芳香族環お
よび／または芳香族ヘテロ環類」とは、芳香環もしくは
ヘテロ環上に電子吸引性基が１つ以上置換しているもの
を言い、他の置換基を有していても良い。特に、すべて
の置換基がない場合に比較して、芳香環もしくはヘテロ
環が電子欠乏の状態にあるものが本発明の方法に適して
いる。

本発明における電子吸引性基とは、パラ位のHammettの
置換基定数（σ_ｐ）の値（L.P.Hammett,H.L.Pfluger米
国化学会誌、１９３３年５５巻４０７９頁およびL.P.Ha
mmett化学総説誌１９３５年１７巻１２５頁に記載があ
る）が正の数のものを言い、例えば下表（表Ｉ）のよう
な基もしくは原子があげられる。

前記、「すべての置換基がない場合に比較して、芳香環
もしくはヘテロ環が電子欠乏の状態にあるもの」とは、
例えば前記σ_ｐの値の総計が負になるような組み合せの
置換基群によつて置換された芳香環もしくは芳香族ヘテ
ロ環類の事を言う。

本発明の芳香族および／または芳香族ヘテロ環類として
は、炭化水素芳香環類（例えばベンゼン環類、ナフタレ
ン環類など）およびヘテロ芳香族環類（例えばピリジン
環類、ピリミジン環類、ピラジン環類、フラン環類、チ
オフエン環類、ピロール環類、イミダゾール環類、トリ
アゾール環類、ピラゾロトリアゾール環類など）があげ
られる。

一般式〔Ａ〕について説明する。

一般式〔Ａ〕Ｒ^１−SO₂−Ｏ−SO₂R² 式中Ｒ^１およびＲ^２は脂肪族基を示す。好ましくはＲ^１
とＲ^２が同じ基を示すものが良い。

Ｒ^１およびＲ^２の例としては、後に述べる脂肪族基の例
としてあげたものがあげられる。

一般式〔Ａ〕で示されるアルキルスルホン酸無水物は例
えば下記の式Ｉに従つて得られる。

式Ｉ式中、脱水縮合剤としては、硫酸、トルエンスルホン
酸、ＤＣＣのような、無機および有機の反応剤があげら
れる。

特にＲ^１とＲ^２が同じ基を示す場合効率良く目的とする
酸無水物が得られる。さらに特別の場合としてＲ^１、Ｒ
^２がともにメチル基を示す場合は、下記の式IIおよびII
Iにより目的のメタンスルホン酸無水物を得ることがで
きる。

式II 式III 一般式〔Ａ〕で示されるアルキルスルホン酸無水物は例
えば、前記した方法等で製造単離されたものを必ずしも
用いる必要はない。例えば、前記式Ｉ〜IIIで示した方
法で反応し、無水物を単離することなく、同反応容器内
に、原料芳香環類を反応させることもできる。

次に、一般式〔Ｂ〕について説明する。

一般式〔Ｂ〕Ｒ^３−SO₃H 式中、Ｒ^３は芳香族基または脂肪族基を示す。好ましく
は脂肪族基、特に好ましくは、メチル基またはハロゲン
化炭化水素基があげられる。Ｒ^３の例としては、後で述
べる芳香族基および脂肪族基の例としてあげたものがあ
げられる。

好ましい例としては、メチル基、エチル基、イソプロピ
ル基、クロロメチル基、フルオロメチル基、クロロエチ
ル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、トリフ
ルオロメチル基などがあげられる。特に好ましい例とし
ては、トリフルオロメチル基があげられる。

次に一般式〔Ｃ〕について述べる。

一般式〔Ｃ〕 Ar−SO₂R¹ 式中、Ａｒは、前記「電子吸引性基で置換された芳香族
環および／または芳香族ヘテロ環類」を示す。

Ｒ^１は一般式〔Ａ〕のＲ^１と同じ基を示す。

本発明において脂肪族基とは直鎖状、分岐鎖状または環
状のアルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表
わし、置換されていてもよい。脂肪族基の例としてメチ
ル基、エチル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−
ブチル基、ｔ−アミル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキ
シル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−
デシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−
ヘキサデシル基、２−ヘキシルデシル基、ｎ−オクタデ
シル基、アリル基、ベンジル基、フエネチル基、ウンデ
セニル基、オクタデセニル基、トリフルオロメチル基、
クロロエチル基、シアノエチル基、１−（エトキシカル
ボニル）エチル基、メトキシエチル基、ブトキシエチル
基、３−ドデシルオキシプロピル基、フエノキシエチル
基等がある。

本発明において芳香族基とは置換もしくは無置換の単環
または縮合環のアリール基であり、例としてフエニル
基、トリル基、４−クロロフエニル基、４−メトキシフ
エニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、４−ｔ−
ブチルフエノキシ基等がある。

さらに、脂肪族基および芳香族基の置換基としては、ハ
ロゲン原子、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、脂肪
族基、芳香族基、ヘテロ環基、脂肪族オキシ基、芳香族
オキシ基、脂肪族チオ基、芳香族チオ基、無置換および
置換アミノ基、カルボニル基、スルホニル基、スルホキ
シド基、脂肪族オキシカルボニル基、芳香族オキシカル
ボニル基、脂肪族オキシスルホニル基、芳香族オキシス
ルホニル基、カルバモイル基、スルフアモイル基、アシ
ルオキシ基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、ウレ
イド基、スルフアモイルアミノ基、脂肪族オキシカルボ
ニルアミノ基、等がある。

ここで、ヘテロ環基とは置換もしくは無置換の単環また
は縮合環のヘテロ環基であり、芳香族性を有しないもの
でもよく例えば２−フリル基、２−チエニル基、２−ピ
リジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基、２−キノ
リル基、オキサゾール−２−イル基、チアゾール−２−
イル基、ベンゾオキサゾール−２−イル基、ベンゾチア
ゾール−２−イル基、１，３，４−チアジアゾール−２
−イル基、１，３，４−オキサジアゾール−２−イル基
等がある。

本発明の製法においては、出発原料の芳香族環もしくは
芳香族ヘテロ環類１モルに対し、一般式〔Ａ〕で表わさ
れる化合物は１〜１０モル、好ましくは１〜５モルの範
囲で使用し、一般式〔Ｂ〕で表わされる化合物は０．０
０１〜１モル、好ましくは０．０５〜１モルの範囲で使
用する。

反応溶媒は、反応基質や触媒に対して不活性なものなら
ばよいが、好ましいのはハロゲン化炭化水素（例えば塩
化メチレン、クロロホルム、１，２−ジクロルエタン）
を用いる場合である。

本発明の製法においては反応基質を溶媒量用いてもよい
が、最も好ましいものは無溶媒の場合である。

反応温度は適宜選択できるが、通常室温〜２００℃、好
ましくは５０〜１５０℃の範囲である。

反応時間は、反応基質や反応条件により異なるが、約１
０分ないし２４時間である。

反応終了後は、常法に従つて処理される。例えば、反応
系を冷却した後、水にあけ、水と混和しない有機溶媒
（例えば、酢酸エチル、トルエン）で抽出し、有機溶媒
を留去する等の方法であり、処理方法は生成物の性質に
より選択すればよい。

次に本発明に用いられる化合物例を示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。

一般式〔Ａ〕の化合物の例Ｒ^１−SO₂−Ｏ−SO₂−Ｒ^２一般式〔Ｂ〕の化合物の例ｂ−１ｂ−２ｂ−３ CH₃SO₃H ｂ−４ C₂H₅SO₃H ｂ−５ ClCH₂SO₃H ｂ−６ FCH₂SO₃H ｂ−７ Cl₃CSO₃H ｂ−８ F₃CSO₃H ｂ−９ HOSO₂(CH₂)₂SO₃H ｂ−１０一般式〔Ｃ〕の化合物の例ｃ−１ｃ−２ｃ−３ｃ−４ｃ−５ｃ−６ｃ−７ｃ−８ｃ−９ｃ−１０ｃ−１１ｃ−１２ｃ−１３原料の「芳香族および／または芳香族ヘテロ環類」の化
合物例ｄ−１ｄ−２ｄ−３ｄ−４ｄ−５ｄ−６ｄ−７ｄ−８ｄ−９ｄ−１０ｄ−１１ｄ−１２ｄ−１３ｄ−１４ｄ−１５ｄ−１６ｄ−１７ｄ−１８（実施例）次に本発明を実施例に基き、詳細に説明する。ただし本
発明は、これらに限定されるものではない。

合成例１＜例示化合物ｃ−１の合成＞３−クロル−１−トリフルオロメチルベンゼン（ｄ−
５、１８１ｇ、１モル）、ジイソプロピルスルホン酸無
水物（ａ−３、４６０ｇ、２モル）、トリクロロメタン
スルホン酸（ｂ−７、４０ｇ、０．２モル）を約１２０
℃に加熱、約５時間かくはんした。その後５０℃まで冷
却したところで、反応液を水（１）に注ぎ、酢酸エチ
ル（５００ｍ×２回）にて抽出した。酢酸エチルを留
去し析出した結晶をろ過し、例示化合物（ｃ−１）、２
０３ｇ（収率７１％）を得た。mp＝６５〜６７℃ 合成例２＜例示化合物ｃ−２の合成＞メタンスルホン酸（２１１ｇ、２．２モル）に、メタン
スルホン酸クロリド（２２９ｇ、２モル）を加え、約１
００℃、３時間加熱かくはんした後（ａ−１の合成）、
１，３−ジクロロベンゼン（ｄ−３、１４７ｇ、１モ
ル）およびメタンスルホン酸（ｂ−３、９６ｇ、１モ
ル）を加え、さらに約１２０℃にて４時間加熱かくはん
した。その後、約３０℃まで冷却したところで、反応液
を水（１．５）に注ぎ、酢酸エチル（７００ｍ×２
回）にて抽出した。酢酸エチルを留去し析出した結晶を
ろ過し例示化合物（ｃ−２）、１７１ｇ（収率７６％）
を得た。mp＝７０〜７２℃ 合成例３＜例示化合物ｃ−３の合成＞エタンスルホン酸（５５０ｇ、５モル）に塩化チオニル
（２３８ｇ、２モル）を加え、塩化チオニルの還流が止
まるまで約１００℃（外温）に加熱かくはんした（ａ−
２の合成）。その後、ニトロベンゼン（ｄ−６、１２３
ｇ、１モル）およびトリフルオロメタンスルホン酸（ｂ
−８、３０ｇ、０．２モル）を加え、さらに約１１０℃
にて５時間加熱かくはんした。その後、約５０℃まで冷
却したところで、反応液を水（１．８）に注ぎ、酢酸
エチル（１×２回）にて抽出した。酢酸エチルを留去
し析出した結晶をろ過し例示化合物（ｃ−３）、１３５
ｇ（収率６３％）を得た。mp＝１１８〜１２１℃ 合成例４＜例示化合物ｃ−４の合成＞メタンスルホン酸無水物（ａ−１、３４８ｇ、２モ
ル）、４−ニトロナフトールメチルエーテル（ｄ−１
６、２０３ｇ、１モル）およびトリフルオロメタンスル
ホン酸（ｂ−８、７５ｇ、０．５モル）をテトラクロロ
エチレン（２００ｍ、０．２モル）に加え、約１２０
℃にて約６時間加熱還流かくはんした。その後、約３０
℃まで水（１）を加え、酢酸エチル（５００ｍ×２
回）にて抽出した。酢酸エチルを留去し析出した結晶を
ろ過し、例示化合物（ｃ−４）、１９１ｇ（収率６８
％）を得た。mp＝１４６〜１４８℃ 比較合成例１合成例３の、トリフルオロメタンスルホン酸の代りに、
塩化アルミニウム（１３３ｇ、１モル）を用い同様に反
応させたが、例示化合物（ｃ−３）は、まつたく得られ
なかつた。

比較合成例２合成例３の、トリフロメタンスルホン酸の代りに、硫酸
９８ｇ、１モル）を用い同様に反応させたが例示化合物
（ｃ−３）は、わずかしか（収率３％）得られず、また
副生成物も見られた。

比較合成例３合成例２において、１，３−ジクロロベンゼンおよびメ
タンスルホン酸と同時に、テトラクロロエチレン（１
、１モル）を加え、同様に反応したが例示化合物（ｃ
−２）は低収率（約５％）であつた。

比較合成例４メタンスルホン酸クロリド（２２９ｇ、２モル）、塩化
アルミニウム（２２６ｇ、２モル）および１，３−ジク
ロロベンゼン（ｄ−３、１４７ｇ、１モル）を約１２０
℃にて４時間反応させたが、例示化合物（ｃ−２）は４
１ｇ（収率１８％）しか得られなかつた。

比較合成例からアルキルスルホン酸無水物を用いるアル
キルスルホニル化は、一般に用いられる酸塩化物および
塩化アルミニウムによる反応より有効であることは明ら
かである。

（発明の効果）本発明は、今まで製造困難であつた、低活性な芳香環類
に対する、直接かつ効率の良い、アルキルスルホニル基
の導入方法である。この方法により以下のような効果が
ある。

まず第一に、安価に容易に入手できる出発原料を用い
て、種々のアリールアルキルスルホン誘導体を製造でき
る。

第二に、短工程でしかも効率良く、種々のアリールアル
キルスルホン誘導体を製造できる。さらに、アルキルス
ルホン酸無水物を単離しない方法を取れば、さらに短工
程から収率良く製造できる。

第三に、生産コストを低減して種々のアリールアルキル
スルホン誘導体を製造できることにある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子吸引性基で置換された芳香族環および
／または芳香族ヘテロ環類を一般式〔Ａ〕で示されるア
ルキルスルホン酸無水物および一般式〔Ｂ〕で示される
酸触媒を用いて反応を行なうことにより、一般式〔Ｃ〕
で示されるアリールアルキルスルホン誘導体を得ること
を特徴とする、アリールアルキルスルホン誘導体の製造
方法。一般式〔Ａ〕Ｒ^１−SO₂−Ｏ−SO₂−Ｒ^２一般式〔Ｂ〕Ｒ^３−SO₃H 一般式〔Ｃ〕 Ar−SO₂−Ｒ^１一般式〔Ａ〕〜〔Ｃ〕において、Ｒ^１およびＲ^２は脂肪
族基を示しＲ^３は芳香族基または、脂肪族基を示す。Ａ
ｒは電子吸引性基で置換された芳香族環および／または
芳香族ヘテロ環類を示す。