JPH07330758A - 環状含硫黄有機化合物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異性体等の副生なしに４，５−ジヒドロ−３
−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エステルを効
率よく製造する方法を提供する。 【構成】 一般式（Ｉ）で表される３−ハロゲノチオノ
プロピオン酸エステルと一般式（ＩＩ）で表されるチオ
グリコール酸エステルとを、塩基の存在下で反応させる
ことよりなる一般式（ＩＩＩ）で表される４，５−ジヒ
ドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エス
テルの製造方法。 【化１】 式中、Ｒ¹ 、Ｒ² は、同一又は異なって、炭素数１〜４
のアルキル基を表し、Ｘは、ハロゲンを表す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、除草剤等の農薬の合成
中間体、甘味料であるチオフェンサッカリンの原料等と
して有用な化合物である４，５−ジヒドロ−３−メルカ
プトチオフェン−２−カルボン酸エステルの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、置換基を持つチオフェン環にメル
カプト基を導入する方法としては、例えば、下記のよう
に、ロッセイ（Ｒｏｓｓａｙ）らの方法により得た化合
物を還元する方法等を挙げることができる。

【０００３】

【化２】

【０００４】式中、Ｔｓは、トシル基を表す。上記方法
によれば、３−オキソテトラヒドロチオフェン−２−カ
ルボン酸メチルをトシルクロライドと反応させてトシレ
ート体とした後、二硫化ソーダと反応させて得た３，
３′−ジチオビス（４，５−ジヒドロチオフェン−２−
カルボン酸）ジメチル〔ジャーナル・オブ・オーガニッ
ク・ケミストリー（Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．），４５
巻，６１７頁（１９８０年）〕を還元することにより、
４，５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カ
ルボン酸エステルが得られる。

【０００５】また、４，５−ジヒドロ−３−メルカプト
チオフェン−２−カルボン酸エステルを得る方法として
は、例えば、本出願人により出願された特願平５−３２
２５号に記載された下記の方法が挙げられる。

【０００６】

【化３】

【０００７】この方法によれば、３−オキソテトラヒド
ロチオフェン−２−カルボン酸エステルと硫化水素及び
塩化水素とを反応させ、目的物である４，５−ジヒドロ
−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エステル
が得られる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記方法では、アクリ
ル酸エステルとチオグリコール酸エステルとを反応させ
て、３−チアアジピン酸ジエステルを得、これを塩基と
反応させて環化し、出発原料である３−オキソテトラヒ
ドロチオフェン−２−カルボン酸エステルとする。これ
をさらに硫化水素及び塩化水素と反応させることによ
り、目的とする４，５−ジヒドロ−３−メルカプトチオ
フェン−２−カルボン酸エステルを得るというものであ
る。

【０００９】しかしながら、上記の環化反応において
は、下記するように、原料合成過程において２位が置換
した３−オキソテトラヒドロチオフェン−２−カルボン
酸エステル以外に、異性体として４位が置換した３−オ
キソテトラヒドロチオフェン−４−カルボン酸エステル
が副生し、副生した異性体を分離するプロセスが必要と
なり、収率も低下する等、工業的な製法としては原料供
給の点で欠点があった。

【００１０】

【化４】

【００１１】本発明は、上記した状況に鑑み、異性体等
の副生なしに４，５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフ
ェン−２−カルボン酸エステルを効率よく製造する方法
を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため、鋭意検討した結果、容易に合成が可能
な、下記一般式（Ｉ）で表される３−ハロゲノチオノプ
ロピオン酸エステルと一般式（ＩＩ）で表されるチオグ
リコール酸エステルとを塩基の存在下で反応させること
により、一般式（ＩＩＩ）で表される４，５−ジヒドロ
−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エステル
が異性体等の副生なしに高収率で得られることを見いだ
し、本発明に到達した。

【００１３】

【化５】

【００１４】式中、Ｒ¹ 、Ｒ² は、同一又は異なって、
炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｘは、ハロゲンを表
す。

【００１５】炭素数１〜４のアルキル基としては、直鎖
又は分岐のアルキル基が挙げられ、例えば、メチル、エ
チル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ
−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル等を例示することができ
る。また、ハロゲンとしては、例えば、塩素原子、臭素
原子等が挙げられ、なかでも塩素原子が好ましく用いら
れる。

【００１６】即ち、本発明は、従来法における原料供給
上の欠点を排除するとともに、チオキソ基を持つチオノ
エステル、例えば、３−ハロゲノチオノプロピオン酸エ
ステルを原料として用い、これをチオグリコール酸エス
テルと反応させれば、チオキソ基がメルカプト基に変化
し、目的とする４，５−ジヒドロ−３−メルカプトチオ
フェン−２−カルボン酸エステルが異性体等の副生なし
に高収率で得るところに着目したものである。

【００１７】本発明の製造方法では、下記に示すように
３−ハロゲノチオノプロピオン酸エステルとチオグリコ
ール酸エステルとの反応により、一旦１−チオノ−４−
チアアジピン酸ジエステルが生成し、これが環化されて
４，５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カ
ルボン酸エステルが生成する。しかし、この環化反応の
反応速度が速く、ジエステルの一方がチオノエステル
（−Ｃ（＝Ｓ）ＯＲ）であるため、これをアルカリによ
り還化させれば、異性体が実質的に副生せず、みかけ
上、３−ハロゲノチオノプロピオン酸エステルとチオグ
リコール酸エステルから直接４，５−ジヒドロ−３−メ
ルカプトチオフェン−２−カルボン酸エステルが得られ
る。

【００１８】

【化６】

【００１９】上記一般式（Ｉ）で表される３−ハロゲノ
チオノプロピオン酸エステルとしては、例えば、次のも
のを挙げることができる。３−クロロチオノプロピオン
酸メチル、３−クロロチオノプロピオン酸エチル、３−
クロロチオノプロピオン酸イソプロピル、３−クロロチ
オノプロピオン酸ｎ−プロピル、３−クロロチオノプロ
ピオン酸ｎ−ブチル、３−クロロチオノプロピオン酸イ
ソブチル、３−クロロチオノプロピオン酸ｓｅｃ−ブチ
ル、３−クロロチオノプロピオン酸ｔｅｒｔ−ブチル、
３−ブロモチオノプロピオン酸メチル、３−ブロモチオ
ノプロピオン酸エチル、３−ブロモチオノプロピオン酸
イソプロピル、３−ブロモチオノプロピオン酸ｎ−プロ
ピル、３−ブロモチオノプロピオン酸ｎ−ブチル、３−
ブロモチオノプロピオン酸イソブチル、３−ブロモチオ
ノプロピオン酸ｓｅｃ−ブチル、３−ブロモチオノプロ
ピオン酸ｔｅｒｔ−ブチル。

【００２０】上記一般式（Ｉ）で表される３−ハロゲノ
チオノプロピオン酸エステルはいかなる方法によって得
られたものを用いてもよいが、例えば、〔ジャーナル・
オブ・オーガニック・ケミストリー（Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈ
ｅｍ．），２２巻，１６７５頁（１９５７年）〕記載
の、アクリロニトリルとハロゲン化水素及びアルコール
から得られるイミド酸塩酸塩を硫化水素で処理する方法
によって得ることができる。

【００２１】

【化７】

【００２２】上記一般式（ＩＩ）で表されるチオグリコ
ール酸エステルとしては、例えば、次のものを挙げるこ
とができる。チオグリコール酸メチル、チオグリコール
酸エチル、チオグリコール酸イソプロピル、チオグリコ
ール酸ｎ−プロピル、チオグリコール酸ｎ−ブチル、チ
オグリコール酸イソブチル、チオグリコール酸ｓｅｃ−
ブチル、チオグリコール酸ｔｅｒｔ−ブチル。

【００２３】本発明で使用される塩基としては、特に限
定されず、例えば、ナトリウムメチラート、ナトリウム
エチラート等のアルカリ金属のアルコキシド；水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化
物；炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素
リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウ
ム等のアルカリ金属の炭酸塩等を挙げることができる。
なかでも、アルカリ金属のアルコキシド又はアルカリ金
属の水酸化物が好ましく用いられ、さらにこれらのうち
でも、経済性、収率及び反応時の操作性の点でナトリウ
ムメチラート、水酸化ナトリウムが特に好ましく用いら
れる。

【００２４】上記塩基の使用量は、３−ハロゲノチオノ
プロピオン酸エステルに対して、通常０．０２〜１０倍
モルが好ましく、使用量が０．０２倍モル未満では、反
応時間が長くなり、場合によると収率が低下し、１０倍
モルを超えてもそれに見合う効果が得られず、場合によ
ると収率が低下するため好ましくない。より好ましくは
０．１〜１０倍モルである。

【００２５】上記反応は、必ずしも溶媒を用いなくても
よいが、溶媒を用いて行うこともできる。溶媒の種類は
特に限定されないが、メタノール、エタノール、プロパ
ノール等のアルコール系溶媒；ベンゼン、トルエン、キ
シレン等の芳香族系溶媒；ペンタン、ヘキサン、ヘプタ
ン等の脂肪族系溶媒；ジエチルエーテル、ジメトキシエ
タン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラ
ヒドロフラン等のエーテル系溶媒等が挙げられ、なかで
も収率の点からメタノール、エタノール、プロパノール
等のアルコール系溶媒が好ましく用いられる。

【００２６】反応温度は、−２０〜５０℃の範囲が好ま
しく、−２０℃より低いと反応速度が遅く、５０℃を超
えると副生物が多くなり好ましくない。より好ましくは
０〜２５℃の範囲である。

【００２７】本発明により得られる４，５−ジヒドロ−
３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エステルと
しては、例えば、次のものを挙げることができる。４，
５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボ
ン酸メチル、４，５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフ
ェン−２−カルボン酸エチル、４，５−ジヒドロ−３−
メルカプトチオフェン−２−カルボン酸イソプロピル、
４，５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カ
ルボン酸ｎ−プロピル、４，５−ジヒドロ−３−メルカ
プトチオフェン−２−カルボン酸ｎ−ブチル、４，５−
ジヒドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸
イソブチル、４，５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフ
ェン−２−カルボン酸ｓｅｃ−ブチル、４，５−ジヒド
ロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸ｔｅｒ
ｔ−ブチル。

【００２８】上記４，５−ジヒドロ−３−メルカプトチ
オフェン−２−カルボン酸エステルの単離は、例えば、
溶媒を留去した後、蒸留等の公知の手段により、容易に
行うことができる。また、単離して又は単離することな
く、得られた４，５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフ
ェン−２−カルボン酸エステルを含む反応液を引き続
き、触媒の存在下、空気酸化することにより３，３′−
ジチオビス（４，５−ジヒドロチオフェン−２−カルボ
ン酸）ジエステルを得ることができる。

【００２９】得られた３，３′−ジチオビス（４，５−
ジヒドロチオフェン−２−カルボン酸）ジエステルは、
農薬中間体や無毒の甘味料であるチオフェンサッカリン
の原料として利用できる。

【００３０】

【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。

【００３１】製造例１ ３−クロロチオノプロピオン酸
メチルの製造 攪拌機、温度計、冷却管、ガス吹込み管を備えた１００
０ｍｌの４つ口フラスコにジエチルエーテル７０ｇ、メ
タノール２４ｇ（０．７５モル）を仕込んだ後、アクリ
ロニトリル３９．８ｇ（０．７５モル）を混合した。次
いで、塩化水素ガス５４．７ｇ（１．５モル）を吹き込
み、温度０〜５℃で反応させた。ひき続き、アンモニア
ガス３４ｇ（２．０モル）を吹き込んで塩酸塩を中和し
た。生成した塩を濾別し、濾液を水洗した後、硫化水素
６３．２ｇ（１．８６モル）を吹き込み、温度−５〜０
℃で反応させた。この反応液を濾過して得た濾液を減圧
蒸留することにより、６３〜６５℃／１３ｍｍＨｇの留
分として黄色油状物である３−クロロチオノプロピオン
酸メチル８６．０ｇ（０．６２モル）を得た。アクリロ
ニトリルに対する収率は８３％であった。

【００３２】実施例１ 攪拌機、温度計、冷却管、滴下ロートを備えた３００ｍ
ｌの４つ口フラスコにチオグリコール酸メチル１４．９
ｇ、メタノール５０ｇ及び２８％ナトリウムメチラート
６２ｇ（０．３２モル）を仕込んだ。この混合液に、温
度３０〜３５℃にて製造例１で得られた３−クロロチオ
ノプロピオン酸メチル２０ｇ（０．１４モル）とメタノ
ール２０ｇの混合溶液を２０分を要して滴下した後、温
度１９〜２１℃で３時間攪拌を続け、反応を完結させ
た。得られた反応液から溶媒のメタノールを留去し、水
を加えた後３６％塩酸を添加して塩酸酸性とした。この
溶液からエーテルを用いて目的物を抽出し、エーテルを
留去後、減圧蒸留により、９７〜９９℃／４ｍｍＨｇの
留分として４，５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフェ
ン−２−カルボン酸メチル２２．９ｇ（０．１３モル）
を得た。３−クロロチオノプロピオン酸メチルに対する
収率は９３％であった。

【００３３】実施例２ ２８％ナトリウムメチラート６２ｇに代えて水酸化ナト
リウム１２．８ｇ（０．３２モル）を用いたこと以外は
実施例１と同様にして４，５−ジヒドロ−３−メルカプ
トチオフェン−２−カルボン酸メチル１９．４ｇ（０．
１１モル）を得た。３−クロロチオノプロピオン酸メチ
ルに対する収率は７９％であった。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、３−ハロゲノチオノプ
ロピオン酸エステルとチオグリコール酸エステルとを、
塩基の存在下で反応させることにより、除草剤等の農薬
の中間体及び甘味料であるチオフェンサッカリンの原料
等として有用な環状含硫黄有機化合物である４，５−ジ
ヒドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボン酸エ
ステルを効率良く製造することができる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（Ｉ）で表される３−ハロゲノチ
   オノプロピオン酸エステルと一般式（ＩＩ）で表される
   チオグリコール酸エステルとを、塩基の存在下で反応さ
   せることを特徴とする一般式（ＩＩＩ）で表される４，
   ５−ジヒドロ−３−メルカプトチオフェン−２−カルボ
   ン酸エステルの製造方法。 【化１】 式中、Ｒ¹ 、Ｒ² は、同一又は異なって、炭素数１〜４
   のアルキル基を表し、Ｘは、ハロゲンを表す。
2. 【請求項２】 Ｘが、塩素原子である請求項１記載の製
   造方法。
3. 【請求項３】 Ｒ¹ が、メチルである請求項１記載の製
   造方法。
4. 【請求項４】 Ｒ² が、メチルである請求項１記載の製
   造方法。
5. 【請求項５】 塩基が、ナトリウムアルコキシドである
   請求項１記載の製造方法。
6. 【請求項６】 塩基が、水酸化ナトリウムである請求項
   １記載の製造方法。