説明

ジスルフィド類の製造方法

【課題】効率よく高収率でジスルフィド類を製造する方法を提供する。
【解決手段】(a)一般式(1)で表されるスルトン


(式中、Rは、C1〜10のアルキレン基を表わす)と、一般式(2)で表わされる化合物R−CO−S−M (2)(式中、Rは、C1〜10の炭化水素残基を表わし、Mは、H、アルカリ金属、多価金属またはアンモニウムを表わす)とを反応させて、一般式(3)で表わされる化合物R−CO−S−R−SOM (3)を得る工程;
(b)一般式(3)で表わされる化合物を、アルカリ性条件下に加水分解して一般式(4)で表わされる化合物H−S−R−SOM (4)を得る工程;(c)一般式(4)で表わされる化合物を、酸化剤により処理して一般式(5)で表わされるジスルフィド類


を得る工程からなるジスルフィド類の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はジスルフィド類の製造方法に関し、詳しくはスルトンを出発物質とする高収率のジスルフィド類の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
下記の一般式(5)
【化1】

で表わされるジスルフィド類は、特許文献1に写真乳液の安定剤として有用であることが開示されている。特許文献1にはまた、当該化合物を製造する方法として、対応するメルカプト置換スルホン酸を過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウムなどの酸化剤と接触させて酸化する方法が開示されている。具体的には、4−メルカプト−2−ブタンスルホン酸グアニジウム水溶液をイオン交換樹脂に通して得られた4−メルカプト−2−ブタンスルホン酸を過酸化水素で処理し、室温3日間放置後、KOH水溶液で中和して4,4−ジチオジ(2−ブタンスルホン酸)カリウムを粗収率61%で得たことが報告されている。
当該化合物はまた、銅メッキ光沢剤等としても有用であり、効率の良いより高収率の合成方法が望まれていた。
また、非特許文献1には、ナトリウムエトキシド、ベンゼンスルフィン酸ナトリウム、フェニルエチニルナトリウム、マロン酸ジエチルのリチウム及びナトリウム塩、アセト酢酸エチル、ジベンゾイルメタンなどの化合物が、4−ヒドロキシ−1−ブタンスルフォン酸スルトンによって容易にアルキル化されることが開示されている。
【0003】
【特許文献1】米国特許第3,057,725号明細書
【非特許文献1】J.Am.Chem.Soc.77,2496(1955)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような状況の下で、本発明の目的は、効率よく高収率で上記一般式(5)で表わされるジスルフィド類を製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、スルトンを出発物質として、1ポットでも反応を行うことができる効率の良い高収率のジスルフィド類の製造方法を見出し、本発明に到達した。
【0006】
すなわち、本発明のジスルフィド類の製造方法は、
(a)一般式(1)で表されるスルトン
【化2】

(式中、Rは、置換されていてもよい炭素原子数1〜10のアルキレン基を表わす)と、
一般式(2)で表わされる化合物
−CO−S−M (2)
(式中、Rは、置換されていてもよい炭素原子数1〜10の炭化水素残基を表わし、Mは、H、アルカリ金属、多価金属またはアンモニウムを表わす)とを反応させて、
一般式(3)で表わされる化合物
−CO−S−R−SOM (3)
(式中、R、R、Mは上記に同じ)
を得る工程;
(b)一般式(3)で表わされる化合物を、アルカリ性条件下に加水分解して一般式(4)で表わされる化合物
H−S−R−SOM (4)
(式中、R、Mは、上記に同じ)
を得る工程;
(c)一般式(4)で表わされる化合物を、酸化剤(空気あるいは酸素を含む)により処理して一般式(5)で表わされるジスルフィド類
【化3】

(式中、R、Mは、上記に同じ)
を得る工程
からなることを特徴とする。
【0007】
また、本発明のジスルフィド類の製造方法は、(a)〜(c)の工程を1ポットで行うことを特徴とする。更に、本発明のジスルフィド類の製造方法は、工程(c)において使用される酸化剤が過酸化水素であることを特徴とする。また、本発明は、上記方法により得られた上記一般式(5)で表わされるジスルフィド類を提供することにある。更に、本発明は、上記ジスルフィド類からなる銅メッキ添加剤を提供することにある。
【発明の効果】
【0008】
本発明のジスルフィド類の製造方法によれば、銅メッキ添加剤等として有用なジスルフィド化合物を高収率で製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明について更に詳細に説明する。
以下の一般式(1)
【化4】

で表わされるスルトンにおいて、Rで表わされるアルキレン基としてはメチレン、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、2−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン、1−ヘキセン、テトラメチルエチレン、3−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセンなどが挙げられる。なお、一般式(1)で表わされるスルトンとしては、例えば1,4−ブタンスルトン、2,4−ブタンスルトン、1,3−プロパンスルトン等が好ましい。
【0010】
次に、一般式(2)
−CO−S−M (2)
で表わされる化合物において、Rで表される置換されていてもよい炭化水素残基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第二ブチル、第三ブチル、アミル、第三アミル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、イソオクチル、2−エチルヘキシル、第三オクチル、ノニル、イソノニル、第三ノニル、デシルなどの直鎖または分岐のアルキル基が好ましく挙げられる。
【0011】
また、一般式(2)において、Mは、水素、ナトリウム、カリウムのようなアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム、亜鉛のような多価金属、アンモニウム等を表わす。一般式(2)で表わされる化合物としては、チオ酢酸ナトリウム、チオ酢酸カリウム、チオ酢酸アンモニウム等が挙げられる。
【0012】
次に、本発明の製造方法をより詳細に説明する。
(a)工程の反応は、一般式(1)で表わされるスルトンと一般式(2)で表わされる化合物とを、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下、有機溶媒中、モル比1:1〜1.1:1、好ましくは等モルで反応させるのが好ましい。使用する有機溶媒としては、メタノール、エタノール、エーテル、nヘキサン、ジメチルホルムアミト、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。反応温度は−78℃〜室温で非加熱で行うのが好ましく、反応圧力は大気圧でよい。反応時間は0.5〜5時間で充分である。
この反応により、副生成物や未反応物をほとんど生じることなく、一般式(3)
−CO−S−R−SOM (3)
で表わされる化合物が析出するが、反応系からは有機溶媒のみを抜き取り、次の(b)工程へ進むことができる。
なお、好ましくは、反応終了後の系に、使用した有機溶媒とは別の有機溶媒(例えばエタノールを使用した場合はエーテルもしくはnヘキサン)を適当量加えることにより、さらに反応生成物の析出が促進される。
【0013】
(b)工程は、(a)工程の終了後、得られた一般式(3)で表わされる化合物に、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下、触媒量〜2倍量、好ましくは等モル量のアルカリを水溶液で加えて加水分解を行う工程である。使用できるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。反応温度は室温、反応圧力は大気圧でよい。反応時間は0.5〜5時間で充分である。反応終了後直ちに次の(c)工程に進むことができる。
【0014】
(c)工程は、(b)工程で得られた一般式(4)
H−S−R−SOM (4)
で表わされる化合物を、酸化剤(空気あるいは酸素を含む)と反応させて、一般式(5)で表わされるジスルフィド化合物を得る工程である。本工程は、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下あるいは大気中で、水性溶媒中、0.4〜0.5当量の酸化剤を反応させるのが好ましい。使用する酸化剤としては、過酸化水素、ヨウ素、硫酸、塩化スルフィルまたは酸素等が挙げられるが、過酸化水素が最も好ましい。反応温度は室温で、反応圧力は大気圧でよい。反応時間は0.5〜24時間である。
この反応終了後、通常の方法により溶媒除去、洗浄、再結晶を行って一般式(5)で表わされるジスルフィド化合物を取り出すことができる。
【0015】
本発明の(a)〜(c)工程は1ポットで行うことができ、これによって一般式(4)で表わされる化合物のメルカプト基の酸化を抑制できるメリットがある。
【0016】
このようにして得られた本発明の一般式(5)で表わされるジスルフィド類は、銅メッキ光沢剤等に好ましく用いられる。
【実施例】
【0017】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1)
以下の反応は窒素雰囲気下で行った。チオ酢酸カリウム(CHCOSK)2.85g(25mmol)をエタノール150mlに溶解し、氷冷下に2,4−ブタンスルトン
【化5】

3.4g(25mmol)をエタノール50mlに溶解したものを3時間かけて滴下した。滴下後さらに室温で2時間撹拌した。次いで、n−ヘキサン250mlを加え、生成物の析出を完了させた。この生成物は、1H−NMRで、1.16ppm、2.96ppm、1.63ppm、1.98ppm、2.82ppm、2.23ppmに吸収を有しており、下記の化合物であることを確認した:
【化6】

次いで、有機溶媒を除去した後、水酸化ナトリウム1%水溶液100ml(25mmol)を添加しながら、1時間撹拌し、加水分解生成物を得た。この加水分解生成物は、1H−NMRで、1.20ppm、2.91ppm、1.67ppm、1.96ppm、2.43ppm、2.58ppmに吸収を有しており、下記の化合物であることを確認した:
【化7】

次いで、過酸化水素0.88g(8mmol)を添加して室温で3時間撹拌を行い反応を完了した。次いで溶媒を除去した後、エタノールで洗浄し白色固体4.81g(粗収率93%)を得た。さらに、このものをエタノール/水=2/1溶媒で再結晶を行って白色の固体1.63g(精製収率31%)を得た。この最終生成物は、元素分析の結果(C:理論値23.2%、実測値23.0%;H:理論値3.9%、実測値4.0%;S:理論値30.9%、実測値29.1%;K:理論値18.9%、実測値17.6%)並びに1H−NMRにおいて、2.90ppm、1.16ppm、1.72ppm、2.17ppm、2.65ppm、2.80ppmに吸収が見られたことから、4,4‘−ジチオジ(2−ブタンスルホン酸)カリウム
【化8】

であることを確認した。
【0018】
(実施例2)
以下の反応は窒素雰囲気下で行った。チオ酢酸カリウム(CHCOSK)5.60g(49mmol)をエタノール300mlに溶解し、氷冷下に、1,3−プロパンスルトン
【化9】

6.00g(49mmol)をエタノール100mlに溶解したものを3時間かけて滴下した。滴下後さらに室温で2時間撹拌した。次いでnヘキサン500mlを加え、生成物の析出を完了させた。この生成物は1H−NMRで、2.86ppm、1.88ppm、2.25ppmに吸収を有しており、下記の化合物であることを確認した:
【化10】

次いで、有機溶媒を除去した後、水酸化ナトリウム1%水溶液200ml(50mmol)を添加しながら、1時間撹拌し、加水分解生成物を得た。この加水分解生成物は1H−NMRで、2.86ppm、1.86ppm、2.57ppmに吸収を有しており、下記の化合物であることを確認した:
【化11】

次いで過酸化水素2.15g(20mmol)を添加して室温で3時間撹拌を行い反応を完了した。次いで溶媒を除去した後、エタノールで洗浄し白色固体8.76g(粗収率91%)を得た。さらにエタノール/水=2/1溶媒で再結晶を行って白色の固体5.35g(精製収率51%)を得た。この最終生成物は、元素分析の結果(C:理論値18.6%、実測値18.0%;H:理論値3.1%、実測値3.2%;S:理論値30.9%、実測値29.0%;K:理論値20.2%、実測値21.1%)並びに1H−NMRにおいて、2.92ppm、2.04ppm、2.75ppmに吸収が見られたことから、3,3‘−ジチオジ(プロパンスルホン酸)カリウム
【化12】

であることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【0019】
本発明のジスルフィド類の製造方法で得られたジスルフィド類は、銅メッキ添加剤等として有用である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)一般式(1)で表されるスルトン
【化1】

(式中、Rは、置換されていてもよい炭素原子数1〜10のアルキレン基を表わす)と、一般式(2)で表わされる化合物
−CO−S−M (2)
(式中、Rは、置換されていてもよい炭素原子数1〜10の炭化水素残基を表わし、Mは、H、アルカリ金属、多価金属またはアンモニウムを表わす)とを反応させて、
一般式(3)で表わされる化合物
−CO−S−R−SOM (3)
(式中R、R、Mは、上記に同じ)
を得る工程;
(b)一般式(3)で表わされる化合物を、アルカリ性条件下に加水分解して一般式(4)で表わされる化合物
H−S−R−SOM (4)
(式中、R、Mは、上記に同じ)
を得る工程;
(c)一般式(4)で表わされる化合物を、酸化剤により処理して一般式(5)で表わされるジスルフィド類
【化2】

(式中、R、Mは、上記に同じ)
を得る工程
からなることを特徴とするジスルフィド類の製造方法。
【請求項2】
(a)〜(c)の工程を1ポットで行う、請求項1記載のジスルフィド類の製造方法。
【請求項3】
酸化剤が、過酸化水素である、請求項1または2記載のジスルフィド類の製造方法。
【請求項4】
請求項1ないし3のいずれか1項記載のジスルフィド類の製造方法により得られた一般式(5)で表わされるジスルフィド類。
【請求項5】
請求項4記載のジスルフィド類からなる銅メッキ添加剤。

【公開番号】特開2006−104134(P2006−104134A)
【公開日】平成18年4月20日(2006.4.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−293930(P2004−293930)
【出願日】平成16年10月6日(2004.10.6)
【出願人】(000000387)旭電化工業株式会社 (987)
【Fターム(参考)】