JP4641407B2 - Method for purifying 4,5-dimercapto-1,3-dithiolane - Google Patents
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Description
本発明は、チオール化合物の精製方法に関し、特に高純度となり、かつ着色が低減されるチオール化合物の精製方法に関するものである。 The present invention relates to a method for purifying a thiol compound, and particularly relates to a method for purifying a thiol compound that has high purity and reduced coloration.
プラスチックはガラスに比較し軽量で割れにくく染色が容易であるため、近年、レンズ等の各種光学用途に使用されている。そして、光学用プラスチック材料としては、ポリ(ジエチレングリコールビスアリルカーボネート) (CR−39)やポリ(メチルメタクリレート)が、一般的に用いられている。しかしながら、これらのプラスチックは1.50以下の屈折率を有するため、それらを例えばレンズ材料に用いた場合、度数が強くなるほどレンズが厚くなり、軽量を長所とするプラスチックの優位性が損なわれてしまう。特に強度の凹レンズは、レンズ周辺が肉厚となり、複屈折や色収差が生じることから好ましくない。さらに眼鏡用途において肉厚のレンズは、審美性を悪くする傾向にある。肉薄のレンズを得るためには、材料の屈折率を高めることが効果的である。一般的にガラスやプラスチックは、屈折率の増加に伴いアッベ数が減少し、その結果、それらの色収差は増加する。従って、高い屈折率とアッベ数を兼ね備えたプラスチック材料が望まれている。 In recent years, plastics are used for various optical applications such as lenses because they are lighter than glass and are difficult to break and can be easily dyed. As optical plastic materials, poly (diethylene glycol bisallyl carbonate) (CR-39) and poly (methyl methacrylate) are generally used. However, since these plastics have a refractive index of 1.50 or less, when they are used, for example, as a lens material, the lens becomes thicker as the power increases, and the superiority of the plastic, which is advantageous in terms of light weight, is lost. In particular, a strong concave lens is not preferable because the periphery of the lens becomes thick and birefringence and chromatic aberration occur. In addition, thick lenses in eyeglass applications tend to degrade aesthetics. In order to obtain a thin lens, it is effective to increase the refractive index of the material. In general, in glass and plastic, the Abbe number decreases as the refractive index increases, and as a result, their chromatic aberration increases. Therefore, a plastic material having a high refractive index and Abbe number is desired.
このような性能を有するプラスチック材料としては、例えば(1) 分子内に臭素を有するポリオールとポリイソシアネートとの重付加により得られるポリウレタン(特許文献1)、(2) ポリチオールとポリイソシアネートとの重付加により得られるポリチオウレタン(特許文献2、特許文献3)が提案されている。そして、特に(2)のポリチオウレタンの原料となるポリチオールとして、イオウ原子の含有率を高めた分岐鎖(特許文献4、特許文献3)や、イオウ原子を高めるためジチアン構造を導入したポリチオール(特許文献5、特許文献6)が提案されている。
しかしながら、上記(1)のポリウレタンは、屈折率がわずかに改良されているものの、アッベ数が低く、かつ耐光性に劣る上、比重が高く、軽量性が損なわれるなどの欠点を有している。また(2)のポリチオウレタンのうち、原料のポリチオールして高イオウ含有率のポリチオールを用いて得られたポリチオウレタンは、例えば屈折率が1.60〜1.68程度に高められているが、同等の屈折率を有する光学用無機ガラスに比べてアッベ数が低く、さらにアッベ数を高めなければならないという課題を有している。
Examples of plastic materials having such performance include (1) polyurethane obtained by polyaddition of a polyol having bromine in the molecule and polyisocyanate (Patent Document 1), and (2) polyaddition of polythiol and polyisocyanate. Has been proposed (Patent Document 2, Patent Document 3). In particular, as polythiol used as a raw material for the polythiourethane (2), a branched chain having an increased sulfur atom content (Patent Documents 4 and 3) and a polythiol having a dithian structure introduced to increase the sulfur atom ( Patent Documents 5 and 6) have been proposed.
However, although the polyurethane of the above (1) has a slightly improved refractive index, it has disadvantages such as a low Abbe number and inferior light resistance, a high specific gravity, and a loss of lightness. . In addition, among the polythiourethanes of (2), the polythiourethane obtained by using a polythiol having a high sulfur content as a polythiol of the raw material has a refractive index raised to, for example, about 1.60 to 1.68, The Abbe number is lower than that of optical inorganic glass having a refractive index, and the Abbe number has to be increased.
上記の要求を満たすポリチオウレタンとして、4,5―ジメルカプト−1,3―ジチオレン、1,2,2−トリメルカプトエタン等、高イオウ含有量チオールを用いた高屈折率レンズ(特許文献7及び8)や上記チオール化合物を原料とした4,5−ビスエピチオプロピルジチア−1,3−ジチオラン、4,5−ビスチイラニルジチア−1,3−ジチオラン等、高イオウ含有量ジスルフィド化合物を用いた高屈折率レンズ(特許文献9)が注目されている。これらチオールはアルコール、アルデヒドを出発原料としてエステル、チオエステルを経由して得られる。 チオエステルの構造は、チオール基に対しての保護基の構造に広く用いられるため、合成反応上有用である。しかしながらチオール化合物は上記文献に記載の方法では、収率が低く、また、着色も著しいため、高収率、かつ、無着色の原料を得ることが困難であり、工業的に大量生産することは非常に困難である。そのため、不純物、着色物質を容易に取り除くチオール化合物の精製方法の確立が望まれている。
従来のチオール化合物の製造・精製方法としては、例えば、4,5−ジチオアセトキシ−1,3−ジチオランをエタノールとクロロホルムの混合溶媒中で濃硫酸を用い、室温〜70℃で5〜20時間反応させることにより、目的物の4,5−ジメルカプト−1,3−ジチオランのオイルを得ることができる。しかしながら、この合成方法は着色が著しく、また、純度・収率も低い問題点があり、さらに、この生成物を精製するためには高真空・高温条件下における蒸留精製方法が取られていたが、高温下では生成物の分解等の問題があり、装置・コストの面から製造上に大きな問題点を抱えていた。
As a polythiourethane that satisfies the above requirements, a high refractive index lens using a high sulfur content thiol such as 4,5-dimercapto-1,3-dithiolene, 1,2,2-trimercaptoethane, etc. 8) and 4,5-bisepithiopropyldithia-1,3-dithiolane, 4,5-bisthiyanyldithia-1,3-dithiolane, etc., using the above thiol compound as a raw material, high sulfur content disulfide compounds Attention has been focused on a high refractive index lens (Patent Document 9) using the above lens. These thiols are obtained via esters and thioesters using alcohols and aldehydes as starting materials. Since the structure of thioester is widely used for the structure of a protecting group for a thiol group, it is useful in the synthesis reaction. However, the thiol compounds are low in yield and highly colored by the methods described in the above documents, and it is difficult to obtain high-yield and uncolored raw materials. It is very difficult. Therefore, establishment of a thiol compound purification method that easily removes impurities and colored substances is desired.
As a conventional method for producing and purifying thiol compounds, for example, 4,5-dithioacetoxy-1,3-dithiolane is reacted at room temperature to 70 ° C. for 5 to 20 hours using concentrated sulfuric acid in a mixed solvent of ethanol and chloroform. As a result, the desired 4,5-dimercapto-1,3-dithiolane oil can be obtained. However, this synthesis method has problems of significant coloring and low purity / yield, and further, a distillation purification method under high vacuum / high temperature conditions has been used to purify the product. However, there are problems such as decomposition of products at high temperatures, and there are significant problems in production from the viewpoint of equipment and cost.
本発明は、前記の課題を解決するためなされたもので、高純度となり、かつ着色が低減されるチオール化合物の精製方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for purifying a thiol compound that has high purity and reduced coloring.
本発明者等は、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、チオール化合物を精製する際に、塩基性溶液を加えてチオール塩を生成し、精製溶媒を加えて結晶化させることにより前記の目的を達成することを見いだし本発明を完成するに至ったものである。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have added a basic solution to produce a thiol salt when purifying a thiol compound, and then crystallized by adding a purification solvent. The inventors have found that the above object can be achieved and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、
(1)一般式(1)で表されるジェミナル−ジチオール構造を1組以上有するチオール化合物を精製する際に、塩基性溶液を加えてチオール塩を生成し、精製溶媒を加えて結晶化させて不純物及び/又は着色物質を取り除くチオール化合物の精製方法、
(1) When purifying a thiol compound having one or more geminal-dithiol structures represented by the general formula (1), a basic solution is added to produce a thiol salt, and a purification solvent is added to crystallize the thiol compound. A method for purifying thiol compounds to remove impurities and / or colored substances,
(2)一般式(2)で表されるチオール構造を1組以上有するチオール化合物を精製する際に、塩基性溶液を加えてチオール塩を生成し、精製溶媒を加えて結晶化させて不純物及び/又は着色物質を取り除くチオール化合物の精製方法、
(3)一般式(3)で表されるチオール化合物を精製する際に、塩基性溶液を加えてチオール塩を生成し、精製溶媒を加えて結晶化させて不純物及び/又は着色物質を取り除くチオール化合物の精製方法、
(4)一般式(4)で表されるチオール化合物を精製する際に、塩基性溶液を加えてチオール塩を生成し、精製溶媒を加えて結晶化させて不純物及び/又は着色物質を取り除くチオール化合物の精製方法
本発明のチオール化合物の精製方法は、高純度となり、かつ着色が低減されるチオール化合物の精製方法として好適である。 The method for purifying a thiol compound of the present invention is suitable as a method for purifying a thiol compound with high purity and reduced coloring.
前記一般式(3)において、Rのアルカン残基としては、例えば、メタン残基、エタン残基、n−プロパン残基、i−プロパン残基等が挙げられ、メタン残基、エタン残基が好ましい。
前記Rのシクロアルカン残基としては、例えば、シクロブタン残基、シクロペンタン残基、シクロヘキサン残基等が挙げられ、シクロペンタン残基、シクロヘキサン残基が好ましい。
前記Rのヘテロ環残基としては、例えば、1,3−ジチオラン残基、1,3−ジチアン残基、1,4−ジチアン残基等が挙げられ、1,3−ジチオラン残基、1,4−ジチアン残基が好ましい。
前記Rの芳香族環残基としては、例えば、ベンゼン環残基、ナフタレン環残基等が挙げられ、ベンゼン環残基が好ましい。
また、これらの各残基の置換基としては、臭素、塩素、ヨウ素等のハロゲン原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基等の芳香族基等が挙げられる。
In the general formula (3), examples of the alkane residue of R include a methane residue, an ethane residue, an n-propane residue, an i-propane residue, and the like. preferable.
Examples of the R cycloalkane residue include a cyclobutane residue, a cyclopentane residue, and a cyclohexane residue, and a cyclopentane residue and a cyclohexane residue are preferable.
Examples of the heterocyclic group of R include 1,3-dithiolane residue, 1,3-dithiane residue, 1,4-dithiane residue, etc., and 1,3-dithiolane residue, 1, 4-dithiane residues are preferred.
Examples of the aromatic ring residue of R include a benzene ring residue and a naphthalene ring residue, and a benzene ring residue is preferable.
In addition, the substituents of these residues include halogen atoms such as bromine, chlorine and iodine, alkyl groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group and i-propyl group, phenyl group and naphthyl group. An aromatic group etc. are mentioned.
本発明の一般式(1)で表されるジェミナル−ジチオール構造を1組以上有する化合物としては、例えば、ジメルカプトメタン、1,1−ジメルカプトエタン、1,1−ジメルカプトプロパン、2,2−ジメルカプトプロパン、1,1−ジメルカプトブタン、2,2−ジメルカプトブタン、1,1−ジメルカプト−2−メチルプロパン、1,1,2,2−テトラメルカプトエタン、1,1,2,2−テトラメルカプトプロパン、1,1,3,3−テトラメルカプトプロパン、1,1,3,3−テトラメルカプト−2−チアプロパン、1,1,2,2−テトラメルカプトブタン、1,1,4,4−テトラメルカプトブタン、1,1,5,5−テトラメルカプトペンタン、1,1,5,5−テトラメルカプト−3−チアペンタン、1,1,6,6−テトラメルカプトへキサン、1,1−ジメルカプトシクロペンタン、1,1−ジメルカプトシクロヘキサン、1,1,4,4−テトラメルカプトシクロヘキサン等が挙げられる。 Examples of the compound having one or more geminal-dithiol structures represented by the general formula (1) of the present invention include dimercaptomethane, 1,1-dimercaptoethane, 1,1-dimercaptopropane, 2,2 -Dimercaptopropane, 1,1-dimercaptobutane, 2,2-dimercaptobutane, 1,1-dimercapto-2-methylpropane, 1,1,2,2-tetramercaptoethane, 1,1,2, 2-tetramercaptopropane, 1,1,3,3-tetramercaptopropane, 1,1,3,3-tetramercapto-2-thiapropane, 1,1,2,2-tetramercaptobutane, 1,1,4 , 4-tetramercaptobutane, 1,1,5,5-tetramercaptopentane, 1,1,5,5-tetramercapto-3-thiapentane, 1,1,6,6- Examples include tetramercaptohexane, 1,1-dimercaptocyclopentane, 1,1-dimercaptocyclohexane, 1,1,4,4-tetramercaptocyclohexane, and the like.
前記一般式(2)で表されるチオール構造を1組以上有する化合物としては、例えば、1−メルカプト−2−チアプロパン、1−メルカプト−2−チアブタン、2−メルカプト−3−チアブタン、1−メルカプト−2−チアペンタン、2−メルカプトル−3−チアペンタン、1−メルカプト−2−シクロチアペンタン、1−メルカプト−2−シクロチアヘキサン、1−メルカプト−2,6−シクロジチアへキサン等が挙げられる。 Examples of the compound having at least one thiol structure represented by the general formula (2) include 1-mercapto-2-thiapropane, 1-mercapto-2-thiabutane, 2-mercapto-3-thiabutane, and 1-mercapto. -2-thiapentane, 2-mercaptol-3-thiapentane, 1-mercapto-2-cyclothiapentane, 1-mercapto-2-cyclothiahexane, 1-mercapto-2,6-cyclodithiahexane and the like.
前記一般式(3)で表されるチオール化合物としては、例えば、4,5−ジメルカプト−1,3−ジチオラン、2,3−ジメルカプト−1,4−ジチアン、3,4−ジメルカプト−ビシクロ[4.3.0]−2,5,7,9−テトラチアノナン、3,4−ジメルカプト−ビシクロ[4.4.0]−2,5,7,10−テトラチアデカン、2,3−ジメルカプト−1,4−ベンゾジチアン等が挙げられ、これらの化合物は、メルカプト基についてシス−,トランス−異性体を有する場合がある。 Examples of the thiol compound represented by the general formula (3) include 4,5-dimercapto-1,3-dithiolane, 2,3-dimercapto-1,4-dithiane, 3,4-dimercapto-bicyclo [4]. .3.0] -2,5,7,9-tetrathianonane, 3,4-dimercapto-bicyclo [4.4.0] -2,5,7,10-tetrathiadecane, 2,3-dimercapto -1,4-benzodithian and the like, and these compounds may have cis- and trans-isomers with respect to the mercapto group.
本発明で用いる塩基性溶液は、塩基性物質を水又は有機溶媒に溶解した溶液であると好ましい。
前記塩基性物質としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等の水酸化物、アンモニア、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン等が挙げられ、水酸化カリウム等が好ましい。使用する塩基濃度は反応物中に存在するチオール基1モル当量に対して0.5〜8モル、0.9〜2モルが好ましい。塩基性物質は、水やエタノール等の有機溶媒に溶解させてから滴下するのが好ましく、溶媒量は通常100〜10000ml、200〜1000mlが好ましい。
The basic solution used in the present invention is preferably a solution in which a basic substance is dissolved in water or an organic solvent.
Examples of the basic substance include hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide, calcium hydroxide, and barium hydroxide, amines such as ammonia, diethylamine, and triethylamine, and the like. Potassium oxide and the like are preferable. The base concentration used is preferably 0.5 to 8 mol and 0.9 to 2 mol with respect to 1 mol equivalent of thiol groups present in the reaction product. The basic substance is preferably dropped after being dissolved in an organic solvent such as water or ethanol, and the amount of the solvent is usually preferably 100 to 10,000 ml and 200 to 1000 ml.
本発明で用いる精製溶媒としては、水と混和する水溶性溶媒であると好ましく、水溶性有機溶媒であるとさらに好ましく、例えば、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、2−プロパノール、n−ブタノール、2−ブタノール等のアルコール、テトラヒドロフラン等のエーテル、アセトン、ブタノン、2−ブタノン等のケトン、アセトニトリル等が挙げられ、メタノール、エタノール等が好ましい。前記精製溶媒は、上記溶媒を少なくとも1種類以上選択すればよく、例えば、エタノール/アセトン等の混合溶媒でもよい。 The purification solvent used in the present invention is preferably a water-soluble solvent miscible with water, more preferably a water-soluble organic solvent, such as methanol, ethanol, n-propyl alcohol, 2-propanol, n-butanol, Examples include alcohols such as 2-butanol, ethers such as tetrahydrofuran, ketones such as acetone, butanone and 2-butanone, acetonitrile and the like, and methanol, ethanol and the like are preferable. The purification solvent may be at least one selected from the above solvents, and may be a mixed solvent such as ethanol / acetone.
精製終了後、チオール化合物を塩酸、硫酸等の酸性水溶液で中和すると好ましい。酸性水溶液の濃度は、通常1〜30%、好ましくは5〜20%であり、pHを通常5〜8、好ましくは5.5〜7となるように冷却しながら滴下するのが好ましい。 After completion of purification, the thiol compound is preferably neutralized with an acidic aqueous solution such as hydrochloric acid or sulfuric acid. The concentration of the acidic aqueous solution is usually 1 to 30%, preferably 5 to 20%, and it is preferably dropped while cooling so that the pH is usually 5 to 8, and preferably 5.5 to 7.
本発明の精製方法は、例えば、以下のようにして実施される。
すなわち、先ず、粗チオール化合物を冷却しながら塩基性溶液を滴下し、反応させた後、精製溶媒を加え、沈殿物を生じさせる。沈殿物を回収した後、水に溶解後、冷却しながら酸性水溶液で中和することにより、精製チオール化合物を得ることができる。
さらに具体的には以下のようにして行えばよい。例えば、チオール化合物として、4,5−ジメルカプト−1,3−ジチオランを1モルに対し、塩基性溶液として、例えば、通常1〜40%、好ましくは10〜30%の水酸化カリウム水溶液50〜2000ミリリットル、好ましくは100〜600ミリリットルに溶解し、通常−20〜20℃、好ましくは−10〜0℃に冷却し、有機溶媒、例えば、エタノール50〜2000ミリリットル、好ましくは100〜600ミリリットルを加え、ジカリウム−1,3−ジチオラン−4,5−ジチオラートを析出させる。沈殿物を回収し、水50〜2000ミリリットル、好ましくは100〜600ミリリットルを加え、塩を溶解した後、エタノールを加える。この操作を1〜5回繰り返した後、ジカリウム−1,3−ジチオラン−4,5−ジチオラートの沈殿物を酸性水溶液、例えば通常1〜50%、好ましくは10〜30%硫酸水溶液を加え、pHを通常5〜8、好ましくは5.5〜7にする。中和終了後、有機層を回収した後、水洗を十分繰り返し、乾燥させることにより、着色のない4,5−ジメルカプト−1,3−ジチオランを得る。
The purification method of the present invention is performed, for example, as follows.
That is, first, a basic solution is dropped and reacted while cooling the crude thiol compound, and then a purified solvent is added to form a precipitate. After collecting the precipitate, it is dissolved in water and then neutralized with an acidic aqueous solution while cooling to obtain a purified thiol compound.
More specifically, it may be performed as follows. For example, as a thiol compound, 4,5-dimercapto-1,3-dithiolane as a basic solution with respect to 1 mol, for example, usually 1 to 40%, preferably 10 to 30% potassium hydroxide aqueous solution 50 to 2000 Dissolved in milliliters, preferably 100-600 milliliters, usually cooled to -20-20 ° C, preferably -10-0 ° C, and an organic solvent, for example 50-2000 milliliters of ethanol, preferably 100-600 milliliters, is added, Dipotassium-1,3-dithiolane-4,5-dithiolate is precipitated. The precipitate is recovered, 50 to 2000 ml of water, preferably 100 to 600 ml, is added to dissolve the salt, and then ethanol is added. After repeating this operation 1 to 5 times, the precipitate of dipotassium-1,3-dithiolane-4,5-dithiolate is added with an acidic aqueous solution, for example, usually 1 to 50%, preferably 10 to 30% aqueous sulfuric acid solution, and pH Is usually 5-8, preferably 5.5-7. After completion of neutralization, the organic layer is recovered, washed with water sufficiently, and dried to obtain 4,5-dimercapto-1,3-dithiolane having no color.
本発明の精製方法により得られるチオール化合物は、レンズに用いられる高屈折率レンズ用ポリマー合成用モノマーの中間体もしくは原料として用いると好ましく、レンズモノマーとなる環状ジスルフィドを合成する場合には、公知の方法に準じて合成すればよい。具体的には、例えば、4,5−ビスエピチオプロピルジチア−1,3−ジチオランを合成する場合には、4,5−ジメルカプト−1,3−ジチオランとS−置換スルフェニル−O−メトキシチオカーボネートとの混合物を室温にて12時間撹拌し、生成した硫化カルボニルとメタノールを減圧下において除去することにより、目的物を得る。 The thiol compound obtained by the purification method of the present invention is preferably used as an intermediate or a raw material for a monomer for synthesizing a polymer for a high refractive index lens used for a lens. What is necessary is just to synthesize | combine according to the method. Specifically, for example, when synthesizing 4,5-bisepithiopropyldithia-1,3-dithiolane, 4,5-dimercapto-1,3-dithiolane and S-substituted sulfenyl-O- The mixture with methoxythiocarbonate is stirred at room temperature for 12 hours, and the resulting carbonyl sulfide and methanol are removed under reduced pressure to obtain the desired product.
本発明の実施例により、さらに具体的に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。なお、合成例、実施例及び比較例で得られたチオール化合物の着色具合、純度は、以下に示す方法に従い測定した。
(1)着色具合
蛍光灯照射下で生成物の着色具合を観察した。
(2)純度の測定
島津GC-14BPFガスクロマトグラフィーを用いて純度を求めた。ガス流量は51ml/min、温度範囲は150から300℃まで、昇温速度は5℃/分で行った。
The present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the coloring condition and purity of the thiol compounds obtained in Synthesis Examples, Examples, and Comparative Examples were measured according to the following methods.
(1) Coloring condition The coloring condition of the product was observed under fluorescent lamp irradiation.
(2) Measurement of purity Purity was determined using Shimadzu GC-14BPF gas chromatography. The gas flow rate was 51 ml / min, the temperature range was 150 to 300 ° C., and the heating rate was 5 ° C./min.
合成例(4,5−ジメルカプト−1,3−ジチオランの合成)
(1)4,5−ジヒドロキシル−1,3−ジチオランの合成
グリオキサールの40%水溶液(1161.6g)にメタンジチオール(642g)を水浴で冷しながら1.5時間かけて滴下後、6時間攪拌反応した。反応が終わった後、水を除去すると4,5−ジヒドロキシル−1,3−ジチオランが白い結晶で得られた(1105.7g)。得られた4,5−ジヒドロキシル−1,3−ジチオランを精製せずに後の工程に用いた。
(2)4,5−ジアセトキシル−1,3−ジチオランの合成
(1)の工程で得られた4,5−ジヒドロキシル−1,3−ジチオラン(260.2g)とピリジン(82g)中に氷浴で冷しながら無水酢酸(403.0g)を3時間かけて滴下した。攪拌しながらさらに2時間反応させた。室温で減圧蒸留により大部分のピリジンと酢酸を除去したのち、氷とジクロロメタン(200ml)を加え、相分離させた。5%の硫酸水溶液で洗いピリジンを完全に除去した。その後、純粋でジクロロメタン溶液を数回洗い、硫酸マグネシウムを加え乾燥させた。ジクロロメタンを蒸留で除去することにより、4,5−ジアセトキシル−1,3−ジチオランの白い粉末(405g)を得た。得られた4,5−ジアセトキシル−1,3−ジチオランの白い粉末を精製せずに後工程に用いた。
(3)4,5−ジチオアセトキシ−1,3−ジチオランの合成
4,5−ジアセトキシ−1,3−ジチオランの白色粉末(492g)に酢酸エチル(492ml)を加え、溶解させた後、チオ酢酸(354g)を滴下し、さらに氷浴で冷しながらボロントリフルオロライド・エーテル溶液(25ml)をゆっくり加えた。氷温で1時間反応した後室温でさらに反応が終了するまで攪拌した。反応液に200mlのジクロロメタンを加え、20%の炭酸カリウム溶液で洗浄し、乾燥させた後、溶媒を除去することにより、4,5−ジチオアセトキシ−1,3−ジチオランを含む化合物を(533g、収率94.6%)得た。
(4)4,5−ジメルカプト−1,3−ジチオランの合成
4,5−ジチオアセトキシ−1,3−ジチオラン(354g、1.39mol)をエタノール(400ml)とジエチルエーテル(400ml)の混合溶液に加え、−5℃に冷却した。水酸化ナトリウム水溶液5.85mol、700ml)を0℃を超えないように滴下した。滴下終了後、2時間撹拌した。得られた反応液を0℃以下を保持しながら、20%硫酸冷水溶液(1400ml)を加え、30分撹拌した。ジクロロメタンで抽出した後、水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を除去し、78〜80℃/0.67Paで蒸留することにより、4,5−ジメルカプト−1,3−ジチオランを(160.5g、収率67.7%、純度99.1%)得た。色は赤褐色であった。
Synthesis example (synthesis of 4,5-dimercapto-1,3-dithiolane)
(1) Synthesis of 4,5-dihydroxyl-1,3-dithiolane Methanedithiol (642 g) was added dropwise to a 40% aqueous solution of glyoxal (1161.6 g) over 1.5 hours while cooling in a water bath, followed by stirring reaction for 6 hours. . After the reaction was completed, water was removed to obtain 4,5-dihydroxyl-1,3-dithiolane as white crystals (1105.7 g). The obtained 4,5-dihydroxyl-1,3-dithiolane was used in the subsequent step without purification.
(2) Synthesis of 4,5-diacetoxyl-1,3-dithiolane Ice bath in 4,5-dihydroxyl-1,3-dithiolane (260.2 g) obtained in step (1) and pyridine (82 g) Acetic anhydride (403.0 g) was added dropwise over 3 hours while cooling at room temperature. The reaction was continued for another 2 hours with stirring. After most of pyridine and acetic acid were removed by distillation under reduced pressure at room temperature, ice and dichloromethane (200 ml) were added and the phases were separated. The pyridine was completely removed by washing with 5% sulfuric acid aqueous solution. Then, the pure dichloromethane solution was washed several times, and magnesium sulfate was added and dried. Dichloromethane was removed by distillation to obtain a white powder (405 g) of 4,5-diacetoxyl-1,3-dithiolane. The obtained white powder of 4,5-diacetoxyl-1,3-dithiolane was used in the subsequent step without purification.
(3) Synthesis of 4,5-dithioacetoxy-1,3-dithiolane
Ethyl acetate (492 ml) was added to a white powder (492 g) of 4,5-diacetoxy-1,3-dithiolane (492 g) and dissolved, and then thioacetic acid (354 g) was added dropwise. Ride ether solution (25 ml) was added slowly. After reacting at ice temperature for 1 hour, the mixture was further stirred at room temperature until the reaction was completed. 200 ml of dichloromethane was added to the reaction solution, washed with 20% potassium carbonate solution, dried, and then the solvent was removed to obtain a compound containing 4,5-dithioacetoxy-1,3-dithiolane (533 g, Yield 94.6%).
(4) Synthesis of 4,5-dimercapto-1,3-dithiolane
4,5-Dithioacetoxy-1,3-dithiolane (354 g, 1.39 mol) was added to a mixed solution of ethanol (400 ml) and diethyl ether (400 ml) and cooled to -5 ° C. A sodium hydroxide aqueous solution (5.85 mol, 700 ml) was added dropwise so as not to exceed 0 ° C. After completion of dropping, the mixture was stirred for 2 hours. While maintaining the obtained reaction solution at 0 ° C. or lower, a 20% aqueous sulfuric acid solution (1400 ml) was added and stirred for 30 minutes. After extraction with dichloromethane, washing with water, drying with magnesium sulfate, removing the solvent, and distillation at 78-80 ° C./0.67 Pa, 4,5-dimercapto-1,3-dithiolane (160.5 g, yield) was obtained. Rate 67.7%, purity 99.1%). The color was reddish brown.
精製実施例1(4,5−ジメルカプト−1,3−ジチオランの精製)
上記合成例で得られた4,5−ジメルカプト−1,3−ジチオラン82g(純度99.1%)に26.5%水酸化カリウム水溶液(204g)を0℃を超えないように40分かけて滴下した。滴下終了後、30分熟成した後、エタノール(450ml)を2℃を超えないように加え、−5℃で1時間保持した。沈殿物を回収した後、0℃以下を保持しながら、エタノール(100ml)で洗浄を2回繰り返した。0℃を保ちながら水(150ml)を加え、沈殿物を溶解した後、0℃以下を保持しながら、エタノール600mlを加え、1時間撹拌した。沈殿物を回収した後、0℃以下を保持しながら、エタノール(100ml)で洗浄を3回繰り返した。0℃を保ちながら水(150ml)を加え、沈殿物を溶解した後、2℃以下を保持しながら、18%塩酸水溶液160gを加え、pHを6にした。有機層を回収し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、これを除去すると、目的物の4,5−ジメルカプト−1,3−ジチオランのシス−とトランス−の異性体の混合物を(67.0g、収率81.7%)得た。精製後の純度は99.6%であり、無色透明であった。
Purification Example 1 (Purification of 4,5-dimercapto-1,3-dithiolane)
A 26.5% aqueous potassium hydroxide solution (204 g) was added dropwise to 82 g (purity 99.1%) of 4,5-dimercapto-1,3-dithiolane obtained in the above synthesis example over 40 minutes so as not to exceed 0 ° C. After completion of the dropwise addition, the mixture was aged for 30 minutes, ethanol (450 ml) was added so as not to exceed 2 ° C., and the mixture was kept at −5 ° C. for 1 hour. After collecting the precipitate, washing with ethanol (100 ml) was repeated twice while maintaining 0 ° C. or lower. Water (150 ml) was added while maintaining 0 ° C. to dissolve the precipitate, and then 600 ml of ethanol was added while maintaining the temperature at 0 ° C. or lower, followed by stirring for 1 hour. After collecting the precipitate, washing with ethanol (100 ml) was repeated three times while maintaining the temperature at 0 ° C. or lower. Water (150 ml) was added while maintaining 0 ° C. to dissolve the precipitate, and 160 g of 18% hydrochloric acid aqueous solution was added to maintain the pH at 6 while maintaining the temperature at 2 ° C. or lower. The organic layer was recovered, dried over anhydrous magnesium sulfate, and removed to obtain a mixture of cis- and trans-isomers of the desired 4,5-dimercapto-1,3-dithiolane (67.0 g, yield). 81.7%). The purity after purification was 99.6%, and it was colorless and transparent.
比較例1
上記合成例で得られた4,5−ジメルカプト−1,3−ジチオラン75g(純度99.1%)をさらに85〜90℃/0.67Paで蒸留を2回繰り返した。1回の蒸留に6時間かかった。目的物の4,5−ジメルカプト−1,3−ジチオランのシス−とトランス−の異性体の混合物を(60g、収率80.0%、純度99.6%)得たが、黄色油状物質であり、無色透明ではなかった。
Comparative Example 1
Distillation was repeated twice at 85 to 90 ° C./0.67 Pa for 75 g (purity 99.1%) of 4,5-dimercapto-1,3-dithiolane obtained in the above synthesis example. A single distillation took 6 hours. A mixture of cis- and trans-isomers of the desired 4,5-dimercapto-1,3-dithiolane (60 g, yield 80.0%, purity 99.6%) was obtained, which was a yellow oily substance and was colorless and transparent It wasn't.
本発明の精製方法によると、チオール化合物を精製する際に、塩基性溶液を加えてチオール塩を生成し、精製溶媒を加えて結晶化させることにより、高純度となり、かつ着色が低減されたチオール化合物が得られる。
According to the purification method of the present invention, when purifying a thiol compound, a thiol salt is formed by adding a basic solution, and crystallized by adding a purification solvent, thereby achieving high purity and reduced coloring. A compound is obtained.
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