１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法
【課題】１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を、高純度および高収率にて、簡易かつ経済的に製造する方法を提供する。
【解決手段】２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下に反応させて得られた反応混合物を−２０℃〜４０℃程度の低温に維持して、得られた固形物を回収する。
【解決手段】２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下に反応させて得られた反応混合物を−２０℃〜４０℃程度の低温に維持して、得られた固形物を回収する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法に関する。さらに詳しくは、抗菌剤、抗カビ剤等として有用な１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を非常に高い収率で得ることが可能な製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、工業的に有利に、しかも高価で取扱い上危険性の高い物質を使用することなく、簡易かつ経済的に１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を製造する方法として、２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下で反応させる方法が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、特許文献１に開示された方法において、２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下で反応させる際に、塩酸、硫酸、硝酸などの鉱酸を存在させることによって、副生成物の生成を抑制し高純度の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を製造する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１３４０５１号公報
【特許文献２】特開２００２−０８８０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された方法は、従来の製法よりも短い工程で高収率で１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を得られるものの、反応中に生成した副生成物を晶析等の精製方法により完全に除去することが困難であるため、得られた１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の純度が低く未だ改良の余地がある。
さらに、特許文献１を改良した特許文献２に開示された方法は、副生成物の生成を抑制し、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を高純度で得られるものの、収率があまり高くなく、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物自体の損失があるため、経済性が低く未だ改良の余地がある。
かくして、本発明は、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を、さらに高収率で、簡易かつ経済的に製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、特許文献１または２に記載の方法で１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を製造する際、高純度の１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を得るためには、比較的高温、例えば４０℃を超える温度でろ過する等の必要があることが分かった。しかしながら、この方法では収率が低下する課題があることも分かった。そこで、−２０〜４０℃程度の低温で維持して、反応混合物から反応物を固形物としてろ別することによって、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を非常に高い収率で得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
さらに、本発明者らは、本発明の方法により得られた固形物には、目的の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物に加えて、２分子の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物がメチレン基を介して結合した二量体Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物が含まれていることを初めて見出した。
また、このＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物も抗菌剤、抗カビ剤等として有用であることが確認された。
したがって、本発明の方法により得られた固形物から、前記二量体を不純物として除去する必要がなく、前記不純物の除去工程に起因する１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物自体の損失を抑制することができる。
【０００８】
すなわち、本発明は、下記一般式（１）：
【０００９】
【化１】
【００１０】
（式中、Ｒ1は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｒ2は、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、ニトロ基、カルボキシル基もしくはそのエステル、またはハロゲン原子を示す。）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下に反応させて、反応混合物を得る反応工程；および
前記反応混合物を低温に維持して、得られた固形物を回収する回収工程を含むことを特徴とする、下記一般式（２）：
【００１１】
【化２】
【００１２】
（式中、Ｒ2は、前記一般式（１）におけるＲ2と同じ原子または基を示す。）で表される１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法に関する。
【００１３】
本発明の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法の一つの具体例において、反応工程を−２０〜１７０℃で行う。
【００１４】
本発明の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法の一つの具体例において、回収工程を−２０〜４０℃で行う。
【００１５】
本発明の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法の一つの局面において、得られた固形物が一般式（２）で示される１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物および下記一般式（３）：
【００１６】
【化３】
【００１７】
（式中、Ｒ2は、前記一般式（１）におけるＲ2と同じ原子または基を示す。）で表されるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む組成物である。
【００１８】
本発明の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法の一つの局面において、一般式（１）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水および鉱酸の存在下に反応させる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下に反応させて反応混合物を得て、前記反応混合物を低温に維持して固形物を回収することにより、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を、非常に高い収率で、簡易かつ経済的に製造する方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明にかかる１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法は、一般式（１）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下に反応させることにより、一般式（２）で表される１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を製造する。
【００２１】
本発明において、一般式（１）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物におけるＲ1は、炭素数１〜４のアルキル基を示す。前記炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基およびｔｅｒｔ−ブチル基等を挙げることができる。これらの中でも、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基およびｔｅｒｔ−ブチル基であることが好ましい。
【００２２】
一般式（１）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物におけるＲ２は、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、ニトロ基、カルボキシル基もしくはそのエステル、またはハロゲン原子を示す。前記炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基およびｔｅｒｔ−ブチル基等を挙げることができる。前記炭素数１〜４のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基およびｔｅｒｔ−ブトキシ基等を挙げることができる。前記カルボキシル基のエステルとしては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、およびブトキシカルボニル基等を挙げることができる。前記ハロゲン原子としては、例えば、塩素原子および臭素原子等を挙げることができる。これらの中でも、水素原子、メチル基、エチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、塩素原子およびニトロ基であることが好ましい。
【００２３】
一般式（１）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物の具体例としては、例えば、２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、２−（エチルチオ）ベンゾニトリル、２−（ｎ−プロピルチオ）ベンゾニトリル、２−（ｔｅｒｔ−ブチルチオ）ベンゾニトリル、３−メチル−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、５−ｔｅｒｔ−ブチル−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、４−メトキシ−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、３−ニトロ−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、３−ニトロ−２−（ｔｅｒｔ−ブチルチオ）ベンゾニトリル、４−クロロ−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、４−カルボキシ−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、および４−メトキシカルボニル−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル等を挙げることができる。これらの中でも、入手が容易で生成物の抗菌性が優れている観点から、２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、３−メチル−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、５−ｔｅｒｔ−ブチル−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、４−メトキシ−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、３−ニトロ−２−（ｔｅｒｔ−ブチルチオ）ベンゾニトリル、４−クロロ−２−（メチルチオ）ベンゾニトリルおよび４−メトキシカルボニル−２−（メチルチオ）ベンゾニトリルが好適に用いられる。
【００２４】
なお、前記２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物は、いかなる方法によって製造されたものを用いてもよいが、例えば、特許文献１に記載されるように、一般式（４）：
【化４】
【００２５】
（式中、Ｒ2は、一般式（１）におけるＲ2と同じ原子または基を示し、Ｘは塩素または臭素原子を示す。）で表される２−ハロベンゾニトリル化合物と一般式（５）：
【化５】
【００２６】
（式中、Ｒ1は、式（１）におけるＲ1と同じ基を示す。）で表されるアルカンチオールとを、塩基の存在下、不均一系で反応させることにより製造することができる。
【００２７】
本発明にかかる１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法において、ハロゲン化剤としては、例えば、塩素、臭素、塩化スルフリルおよび臭化スルフリル等が挙げられる。これらの中でも、経済的な観点等から、塩素または塩化スルフリルが好適に用いられる。
前記ハロゲン化剤の使用割合は、２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物１モルに対して、０．８〜３モルであることが好ましく、１〜２モルであることがより好ましい。ハロゲン化剤の使用割合が０．８モル未満の場合、未反応の２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物が多くなり、収率が低下するおそれがある。また、ハロゲン化剤の使用割合が３モルを超える場合、副反応が起こりやすく、収率が低下するおそれがある。
【００２８】
本発明にかかる１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法において、一般式（１）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下に反応させるに際して、水の使用割合は、２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物１モルに対して、０．８〜５モルであることが好ましく、１〜３モルであることがより好ましい。水の使用割合が０．８モル未満の場合および５モルを超える場合、副反応が起こり、収率が低下するおそれがある。
【００２９】
本発明にかかる１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法において、一般式（１）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下に反応させるに際して、水に鉱酸を添加して鉱酸水溶液として用いてもよい。水に鉱酸を添加することによって、反応時の選択性が向上し、副生成物の生成を抑制することができる。
前記鉱酸としては、例えば、塩酸、硫酸および硝酸等を挙げることができる。
前記鉱酸水溶液の濃度は、特に限定されないが、通常、塩酸の場合は１０質量％〜飽和濃度、硫酸または硝酸の場合は１０〜５０質量％のものが好適に用いられる。
前記鉱酸の使用量は、使用する鉱酸の種類、濃度により異なるが、２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物１モルに対して、０．０１〜２モル、好ましくは０．１〜１．５モルである。ただし、鉱酸に含まれる水の量が２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物１モルに対して、５モル以下になるように使用することが好ましい。
【００３０】
本発明にかかる１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法において、必ずしも溶媒を用いる必要はないが、必要に応じて溶媒を用いることができる。溶媒を用いることによって、反応を円滑に進行させることができる場合が多い。溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサンおよびｎ−ヘプタン等の炭化水素類；ジクロロエタン、ジクロロメタンおよびクロロホルム等のハロゲン化炭化水素類；ベンゼン、トルエン、キシレンおよびモノクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類；Ｎ,N−ジメチルホルムアミドおよびジメチルスルホキシド等を挙げることができる。これらの中でも、トルエンおよびモノクロロベンゼンが好適に用いられる。
【００３１】
前記溶媒の使用量は、２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物１００質量部に対して、通常、２０〜３０００質量部である。溶媒の使用量が２０質量部未満の場合、反応が円滑に進行しにくくなるおそれがある。また、溶媒の使用量が３０００質量部を超える場合、容積効率が悪化するおそれがある。
【００３２】
前記反応における反応温度は、通常、−２０〜１７０℃、好ましくは０〜１５０℃である。反応温度が−２０℃未満の場合、反応速度が遅く、反応に長時間を要するおそれがある。また、反応温度が１７０℃を超える場合は、副反応が起こりやすくなるおそれがある。反応時間は、反応温度等により異なるが、通常、１〜４０時間である。
【００３３】
かくして得られた反応混合物は低温に維持して、得られた固形物を回収する。得られた固形物を回収する方法としては、そのまま晶析して得られた固形物をろ過する方法、アルカリ抽出後に酸析して得られた固形物をろ過する方法等が挙げられる。
低温に維持して得られた固形物を回収する際の低温の温度としては、通常−２０〜４０℃、好ましくは−１０〜３０℃、より好ましくは−１０〜２５℃である。温度が４０℃を超える場合は、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物のろ液へのロスが多くなり、収率が低下するおそれがある。温度が−２０℃未満の場合、それに見合う効果が得られず、経済的に不利である。
【００３４】
このようにして得られる目的の化合物である一般式（２）で表される１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の具体例としては、例えば、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、７−メチル−１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、５−ｔｅｒｔ−ブチル−１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、６−メトキシ−１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、７−ニトロ−１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、６−クロロ−１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、６−カルボキシ−１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オンおよび６−メトキシカルボニル−１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン等を挙げることができる。
【００３５】
本発明の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法によれば、得られた固形物が一般式（２）で表される１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物および下記一般式（３）：
【００３６】
【化６】
【００３７】
（式中、Ｒ2は、前記一般式（１）におけるＲ2と同じ原子または基を示す。）で表されるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む組成物である。
【００３８】
一般式（２）で示される１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物および一般式（３）で表されるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む組成物において、一般式（３）で表されるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物の含有量は、通常０．２〜５質量％、好ましくは０．５〜５質量％、より好ましくは２〜５質量％である。
【００３９】
一般式（３）で表されるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物の具体例としては、例えば、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）等が挙げられる。
【００４０】
本発明にかかる１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物に含まれるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物は、抗菌および／または抗カビ剤組成物として好適に使用することができる。該化合物は、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物と同様な用途で使用でき、例えば、１種単独でそのままで使用することができるが、他の成分と配合して、該化合物を含有する抗菌および／または抗カビ剤組成物として使用することもできる。すなわち、該化合物は、溶媒または固体担体と配合して抗菌および／または抗カビ剤組成物として使用することもできる。好適な溶媒としては、例えば、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリコールエーテル、メタノール、エタノール、プロパノール、フェネチルアルコール、フェノキシプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、クエン酸トリアセチル、グリセロールトリアセテート、プロピレンカーボネート、およびジメチルカーボネート等が挙げられる。これら溶媒は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。本発明にかかるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物は、その使用方法および用途を限定するものではないが、例えば有機溶媒に溶解させた後に、その有機溶液を水性溶媒で希釈することにより、当該化合物を含有する抗菌および／または抗カビ剤組成物として用いることができる。また、前記抗菌および／または抗カビ剤組成物は、他の成分、例えば１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物等の抗菌剤、抗カビ剤を少なくとも１種さらに含んでいてもよい。前記抗菌および／または抗カビ剤組成物は、酸性、中性またはアルカリ性であってよい。
【００４１】
好適な固体担体としては例えば、シクロデキストリン、シリカ、珪藻土、蝋、セルロース系材料、アルカリおよびアルカリ土類（例えば、ナトリウム、マグネシウム、カリウム）金属塩（例えば、塩化物、硝酸塩、臭化物、硫酸塩）、ならびにチャコール等が挙げられる。また、組成物の安定剤として、増粘剤、不凍剤、分散剤、界面活性剤、防蝕剤、またはアルカリ金属水酸化物等を少なくとも１種含有することができる。
【００４２】
Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含有する抗菌および／または抗カビ剤組成物は、例えば、工業プロセス水、冷却塔、排水処理、バラスト水、熱交換器、パルプおよび紙加工用の流体ならびに添加剤、プラスチック、塗料、ラテックス、コーティング剤、コーキング剤、接着剤、写真薬剤、印刷用流体、家庭用品、工業用洗浄剤、金属加工用流体、皮革および皮革製品、織物製品、木材および木製品、石油精製用流体、農業用補助剤の保存、界面活性剤の保存、医療用具等の、抗菌剤、抗カビ剤として使用することができる。
【００４３】
本発明によって得られる１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物に含まれるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物は、抗菌活性および抗真菌活性を示す。例えばストレプトコッカス・ピオゲネスＫ（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｙｏｇｅｎｅｓ Ｋ）を含むレンサ球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）等のグラム陽性菌、および例えばサルモネラ・ダブリン（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｄｕｂｌｉｎ）を含むサルモネラ菌（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）等のグラム陰性菌に対して高い抗菌活性を示す。また、ヒトや家畜にとって関連の深い例えばカンジダ・アルビカンス（Ｃａｎｄｉｄａ ａｌｖｉｃａｎｓ）を含むカンジダ（Ｃａｎｄｉｄａ）およびトリコピトン・メンタグロフィト（Ｔｒｉｃｈｏｐｈｙｔｏｎ ｍｅｎｔａｇｒｏｐｈｙｔｅｓ）を含む白癬菌（Ｔｒｉｃｈｏｐｈｙｔｏｎ）に対して高い抗真菌活性を示す。加えて、該化合物は、広域のｐＨ領域で活性を示し、その活性は、体液、例えば胆汁、血清等によってほとんど影響を受けない。Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物は、植物病原菌にも効果的である。例えば、エリシフェ・グラミニス・バリアント・アベネ（Ｅｒｙｓｉｐｈｅ ｇｒａｍｉｎｉｓ ｖａｒ． ａｖｅｎａｅ）によるオート麦の病気、ペロノスポラ・タバシナ（Ｐｅｒｏｎｏｓｐｏｒａ ｔａｂａｃｉｎａ）によるタバコの実生における病気、およびパッシニア・トリチシナ（Ｐｕｃｃｉｎｉａ ｔｒｉｔｉｃｉｎａ）による小麦の実生における病気が挙げられ、それらは、本発明にかかるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物によって効果的に予防できる。
【００４４】
これらのＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物は、皮膚、毛髪、爪などのケラチンを有する表在性角化組織に限局して感染する皮膚糸状菌に起因する白癬、例えば頭部白癬、足白癬、爪白癬等の局部治療、また一般の消毒剤または尿路消毒剤として、直接的または間接的に用いることができる。
【実施例】
【００４５】
以下に製造例、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例等のみに限定されるものではない。
【００４６】
製造例 ［２−（メチルチオ）ベンゾニトリルの合成］
撹拌機、温度計、滴下ロートおよび冷却管を備えた内容積５００ｍｌの４つ口フラスコに、窒素雰囲気下で、２−クロロベンゾニトリル２７．５ｇ（０．２モル）、モノクロロベンゼン３０．０ｇ、５０質量％テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムブロマイド水溶液１．０ｇを仕込み、撹拌しながら３０質量％メタンチオールのナトリウム塩水溶液５１．４ｇ（０．２２モル）を、６０〜６５℃で５時間を要して滴下し、滴下終了後、さらに同温度で１２時間反応させた。
反応終了後、反応液を室温まで冷却し、溶媒を留去した後、減圧蒸留することにより、２−（メチルチオ）ベンゾニトリル２９．５ｇ（沸点１３９〜１４０℃／９３１Ｐａ）を得た。２−クロロベンゾニトリルに対する収率は９９％であった。
【００４７】
実施例１
撹拌機、温度計および冷却管を備えた内容積５００ｍｌの４つ口フラスコに、製造例と同様の方法により得られた２−（メチルチオ）ベンゾニトリル２９．８ｇ（０．２モル）、モノクロロベンゼン５０．０ｇおよび水４．３ｇ（０．２４モル）を仕込み、撹拌しながら４５〜５０℃で、塩素１５．６ｇ（０．２２モル）を２時間要して吹き込み、さらに６５〜７０℃に加熱して１時間反応させた。
反応終了後、同温度で２０質量％水酸化ナトリウム水溶液４１．０ｇを添加し、−１０℃まで冷却した。析出した結晶をろ別し、モノクロロベンゼンで洗浄、乾燥して、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む１,２−ベンズイソチアゾリン-３−オン２９．８ｇ（０．１９７モル）を得た。２−（メチルチオ）ベンゾニトリルに対する収率は９８．５％であった。得られた１，２−ベンズイソチアゾリン-３−オンの純度は、高速液体クロマトグラフィーで測定した結果、９７．１％で、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）が２．９質量％含有していた。
【００４８】
実施例２
撹拌機、温度計および冷却管を備えた内容積５００ｍｌの４つ口フラスコに、製造例と同様の方法により得られた２−（メチルチオ）ベンゾニトリル２９．８ｇ（０．２モル）、モノクロロベンゼン５０．０ｇおよび３５質量％塩酸６．６ｇ（塩酸０．０６モル、水０．２４モル）を仕込み、撹拌しながら４５〜５０℃で、塩素１５．６ｇ（０．２２モル）を２時間要して吹き込み、さらに６５〜７０℃に加熱して１時間反応させた。
反応終了後、同温度で２０質量％水酸化ナトリウム水溶液４１．０ｇを添加し、０℃まで冷却した。析出した結晶をろ別し、モノクロロベンゼンで洗浄、乾燥して、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む１,２−ベンズイソチアゾリン-３−オン２９．９ｇ（０．１９８モル）を得た。２−（メチルチオ）ベンゾニトリルに対する収率は９９．０％であった。得られた１,２−ベンズイソチアゾリン-３−オンの純度は、高速液体クロマトグラフィーで測定した結果、９８．５％で、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）が１．５質量％含有していた。
【００４９】
実施例３
撹拌機、温度計、滴下ロートおよび冷却管を備えた内容積５００ｍｌの４つ口フラスコに、窒素雰囲気下で、２−クロロベンゾニトリル２７．５ｇ（０．２モル）、モノクロロベンゼン３０．０ｇ、５０質量％テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムブロマイド水溶液１．０ｇを仕込み、撹拌しながら３０質量％メタンチオールのナトリウム塩水溶液５１．４ｇ（０．２２モル）を、６０〜６５℃で５時間を要して滴下し、滴下終了後、さらに同温度で１２時間反応させた。
反応終了後、反応液を２５℃まで冷却し、分液して有機層を得て、得られた有機層に３５質量％塩酸６．６ｇ（塩酸０．０６モル、水０．２４モル）を仕込み、撹拌しながら４５〜５０℃で塩素１５．６ｇ（０．２２モル）を２時間要して吹き込み、さらに６５〜７０℃に加熱して１時間反応させた。
反応終了後、同温度で２０質量％水酸化ナトリウム水溶液４１．０ｇを添加し、２０℃まで冷却した。析出した結晶をろ別し、モノクロロベンゼンで洗浄、乾燥して、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む１,２−ベンズイソチアゾリン-３−オン２９．８ｇ（０．１９７モル）を得た。２−クロロベンゾニトリルに対する収率は９８．５％であった。得られた１,２−ベンズイソチアゾリン-３−オンの純度は、高速液体クロマトグラフィーで測定した結果、９９．２％で、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）が０．８質量％含有していた。
【００５０】
実施例４
撹拌機、温度計および冷却管を備えた内容積５００ｍｌの４つ口フラスコに、製造例と同様の方法により得られた２−（メチルチオ）ベンゾニトリル２９．８ｇ（０．２モル）、モノクロロベンゼン５０．０ｇおよび３５質量％塩酸６．６ｇ（塩酸０．０６モル、水０．２４モル）を仕込み、撹拌しながら４５〜５０℃で、塩素１５．６ｇ（０．２２モル）を２時間要して吹き込み、さらに６５〜７０℃に加熱して１時間反応させた。
反応終了後、同温度で２０質量％水酸化ナトリウム水溶液４１．０ｇを添加し、３０℃まで冷却した。析出した結晶をろ別し、モノクロロベンゼンで洗浄、乾燥して、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む１,２−ベンズイソチアゾリン-３−オン２９．６ｇ（０．１９６モル）を得た。２−（メチルチオ）ベンゾニトリルに対する収率は９８．０％であった。得られた１,２−ベンズイソチアゾリン-３−オンの純度は、高速液体クロマトグラフィーで測定した結果、９９．５％で、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）が０．５質量％含有していた。
【００５１】
比較例
撹拌機、温度計および冷却管を備えた内容積５００ｍｌの４つ口フラスコに、２−（メチルチオ）ベンゾニトリル２９．８ｇ（０．２モル）、モノクロロベンゼン５０．０ｇおよび３５質量％塩酸６．６ｇ（塩酸０．０６モル、水０．２４モル）を仕込み、撹拌しながら４５〜５０℃で塩素１５．６ｇ（０．２２モル）を２時間要して吹き込み、さらに６５〜７０℃に加熱して１時間反応させた。
反応終了後、同温度で２０質量％水酸化ナトリウム水溶液４１．０ｇを添加し、４５℃まで冷却した。析出した結晶をろ別し、モノクロロベンゼンで洗浄、乾燥して、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む１,２−ベンズイソチアゾリン-３−オン２９．０ｇ（０．１９２モル）を得た。２−（メチルチオ）ベンゾニトリルに対する収率は９６．０％であった。得られた１，２−ベンズイソチアゾリン-３−オンの純度は、高速液体クロマトグラフィーで測定した結果、９９．９％で、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）は０．１質量％未満であった。
【００５２】
実施例５
実施例１でろ過により得られた固形物１０ｇに、ジプロピレングリコール２８ｇおよび水３．７ｇを混合した。前記混合物を撹拌しながら３０質量％水酸化ナトリウム水溶液８．７ｇを添加したところ、白色の不溶物が得られた。得られた不溶物をろ別し、メタノールおよび水で洗浄、乾燥して白色結晶を得た。得られた結晶につきＮＭＲ測定を行った。測定結果から、一般式（６）：
【００５３】
【化７】
【００５４】
で表されるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）であると同定された。
【００５５】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、（Ｄ３Ｃ）２Ｓ＝Ｏ）δ（ｐｐｍ）：５．８８（ｓ，２Ｈ）、７．４６（ｄｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，２Ｈ）、７．７０（ｄｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，２Ｈ）、７．９３（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，２Ｈ）、７．９６（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，２Ｈ）。
【００５６】
実施例６
Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）１部、メチレン−ジナフタレン−β−スルホン酸二ナトリウムとナフタレン−β−スルホン酸ナトリウムとの混合物よりなる分散剤１部、および水８０部よりなる混合物をボールミル内で粉砕することで、分散体を調製した。エチレンオキシドとアルキルフェノールとの縮合物よりなる非イオン表面活性剤０．１５部を含有する水１０００部に、上記の分散体９部を加えた。この組成物を、オート麦の実生に散布した後にエリシフェ・グラミニス・バリアント・アベネの胞子を接種した。その後、胞子の発芽および感染に適した環境下で前記オート麦の実生を維持したところ、当該真菌によるオート麦の病気は完全に予防された。
【００５７】
実施例７
実施例６と同様にして、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）を用いて分散体を調製し、エチレンオキシドとアルキルフェノールとの縮合物よりなる非イオン表面活性剤０．１５部を含有する水１０００部に、上記分散体４５部を加えた。この組成物を、タバコの実生に散布した後にペロノスポラ・タバシナの胞子を接種した。その後、胞子の発芽および感染に適した環境下で前記タバコの実生を維持したところ、当該真菌によるタバコの実生における病気の予防率は９５％であった。
【００５８】
実施例８
実施例６と同様にして、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）を用いて分散体を調製し、エチレンオキシドとアルキルフェノールとの縮合物よりなる非イオン表面活性剤０．１５部を含有する水１０００部に、上記分散体９部を加えた。この組成物を、小麦の実生に散布した後にパッシニア・トリチシナの胞子を接種した。その後、胞子の発芽および感染に適した環境下で前記小麦の実生を維持したところ、当該真菌による小麦の実生における病気は完全に予防された。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法に関する。さらに詳しくは、抗菌剤、抗カビ剤等として有用な１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を非常に高い収率で得ることが可能な製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、工業的に有利に、しかも高価で取扱い上危険性の高い物質を使用することなく、簡易かつ経済的に１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を製造する方法として、２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下で反応させる方法が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、特許文献１に開示された方法において、２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下で反応させる際に、塩酸、硫酸、硝酸などの鉱酸を存在させることによって、副生成物の生成を抑制し高純度の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を製造する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１３４０５１号公報
【特許文献２】特開２００２−０８８０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された方法は、従来の製法よりも短い工程で高収率で１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を得られるものの、反応中に生成した副生成物を晶析等の精製方法により完全に除去することが困難であるため、得られた１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の純度が低く未だ改良の余地がある。
さらに、特許文献１を改良した特許文献２に開示された方法は、副生成物の生成を抑制し、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を高純度で得られるものの、収率があまり高くなく、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物自体の損失があるため、経済性が低く未だ改良の余地がある。
かくして、本発明は、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を、さらに高収率で、簡易かつ経済的に製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、特許文献１または２に記載の方法で１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を製造する際、高純度の１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を得るためには、比較的高温、例えば４０℃を超える温度でろ過する等の必要があることが分かった。しかしながら、この方法では収率が低下する課題があることも分かった。そこで、−２０〜４０℃程度の低温で維持して、反応混合物から反応物を固形物としてろ別することによって、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を非常に高い収率で得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
さらに、本発明者らは、本発明の方法により得られた固形物には、目的の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物に加えて、２分子の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物がメチレン基を介して結合した二量体Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物が含まれていることを初めて見出した。
また、このＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物も抗菌剤、抗カビ剤等として有用であることが確認された。
したがって、本発明の方法により得られた固形物から、前記二量体を不純物として除去する必要がなく、前記不純物の除去工程に起因する１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物自体の損失を抑制することができる。
【０００８】
すなわち、本発明は、下記一般式（１）：
【０００９】
【化１】
【００１０】
（式中、Ｒ1は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｒ2は、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、ニトロ基、カルボキシル基もしくはそのエステル、またはハロゲン原子を示す。）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下に反応させて、反応混合物を得る反応工程；および
前記反応混合物を低温に維持して、得られた固形物を回収する回収工程を含むことを特徴とする、下記一般式（２）：
【００１１】
【化２】
【００１２】
（式中、Ｒ2は、前記一般式（１）におけるＲ2と同じ原子または基を示す。）で表される１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法に関する。
【００１３】
本発明の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法の一つの具体例において、反応工程を−２０〜１７０℃で行う。
【００１４】
本発明の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法の一つの具体例において、回収工程を−２０〜４０℃で行う。
【００１５】
本発明の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法の一つの局面において、得られた固形物が一般式（２）で示される１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物および下記一般式（３）：
【００１６】
【化３】
【００１７】
（式中、Ｒ2は、前記一般式（１）におけるＲ2と同じ原子または基を示す。）で表されるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む組成物である。
【００１８】
本発明の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法の一つの局面において、一般式（１）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水および鉱酸の存在下に反応させる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下に反応させて反応混合物を得て、前記反応混合物を低温に維持して固形物を回収することにより、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を、非常に高い収率で、簡易かつ経済的に製造する方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明にかかる１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法は、一般式（１）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下に反応させることにより、一般式（２）で表される１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物を製造する。
【００２１】
本発明において、一般式（１）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物におけるＲ1は、炭素数１〜４のアルキル基を示す。前記炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基およびｔｅｒｔ−ブチル基等を挙げることができる。これらの中でも、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基およびｔｅｒｔ−ブチル基であることが好ましい。
【００２２】
一般式（１）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物におけるＲ２は、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、ニトロ基、カルボキシル基もしくはそのエステル、またはハロゲン原子を示す。前記炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基およびｔｅｒｔ−ブチル基等を挙げることができる。前記炭素数１〜４のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基およびｔｅｒｔ−ブトキシ基等を挙げることができる。前記カルボキシル基のエステルとしては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、およびブトキシカルボニル基等を挙げることができる。前記ハロゲン原子としては、例えば、塩素原子および臭素原子等を挙げることができる。これらの中でも、水素原子、メチル基、エチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、塩素原子およびニトロ基であることが好ましい。
【００２３】
一般式（１）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物の具体例としては、例えば、２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、２−（エチルチオ）ベンゾニトリル、２−（ｎ−プロピルチオ）ベンゾニトリル、２−（ｔｅｒｔ−ブチルチオ）ベンゾニトリル、３−メチル−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、５−ｔｅｒｔ−ブチル−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、４−メトキシ−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、３−ニトロ−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、３−ニトロ−２−（ｔｅｒｔ−ブチルチオ）ベンゾニトリル、４−クロロ−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、４−カルボキシ−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、および４−メトキシカルボニル−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル等を挙げることができる。これらの中でも、入手が容易で生成物の抗菌性が優れている観点から、２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、３−メチル−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、５−ｔｅｒｔ−ブチル−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、４−メトキシ−２−（メチルチオ）ベンゾニトリル、３−ニトロ−２−（ｔｅｒｔ−ブチルチオ）ベンゾニトリル、４−クロロ−２−（メチルチオ）ベンゾニトリルおよび４−メトキシカルボニル−２−（メチルチオ）ベンゾニトリルが好適に用いられる。
【００２４】
なお、前記２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物は、いかなる方法によって製造されたものを用いてもよいが、例えば、特許文献１に記載されるように、一般式（４）：
【化４】
【００２５】
（式中、Ｒ2は、一般式（１）におけるＲ2と同じ原子または基を示し、Ｘは塩素または臭素原子を示す。）で表される２−ハロベンゾニトリル化合物と一般式（５）：
【化５】
【００２６】
（式中、Ｒ1は、式（１）におけるＲ1と同じ基を示す。）で表されるアルカンチオールとを、塩基の存在下、不均一系で反応させることにより製造することができる。
【００２７】
本発明にかかる１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法において、ハロゲン化剤としては、例えば、塩素、臭素、塩化スルフリルおよび臭化スルフリル等が挙げられる。これらの中でも、経済的な観点等から、塩素または塩化スルフリルが好適に用いられる。
前記ハロゲン化剤の使用割合は、２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物１モルに対して、０．８〜３モルであることが好ましく、１〜２モルであることがより好ましい。ハロゲン化剤の使用割合が０．８モル未満の場合、未反応の２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物が多くなり、収率が低下するおそれがある。また、ハロゲン化剤の使用割合が３モルを超える場合、副反応が起こりやすく、収率が低下するおそれがある。
【００２８】
本発明にかかる１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法において、一般式（１）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下に反応させるに際して、水の使用割合は、２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物１モルに対して、０．８〜５モルであることが好ましく、１〜３モルであることがより好ましい。水の使用割合が０．８モル未満の場合および５モルを超える場合、副反応が起こり、収率が低下するおそれがある。
【００２９】
本発明にかかる１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法において、一般式（１）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下に反応させるに際して、水に鉱酸を添加して鉱酸水溶液として用いてもよい。水に鉱酸を添加することによって、反応時の選択性が向上し、副生成物の生成を抑制することができる。
前記鉱酸としては、例えば、塩酸、硫酸および硝酸等を挙げることができる。
前記鉱酸水溶液の濃度は、特に限定されないが、通常、塩酸の場合は１０質量％〜飽和濃度、硫酸または硝酸の場合は１０〜５０質量％のものが好適に用いられる。
前記鉱酸の使用量は、使用する鉱酸の種類、濃度により異なるが、２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物１モルに対して、０．０１〜２モル、好ましくは０．１〜１．５モルである。ただし、鉱酸に含まれる水の量が２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物１モルに対して、５モル以下になるように使用することが好ましい。
【００３０】
本発明にかかる１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法において、必ずしも溶媒を用いる必要はないが、必要に応じて溶媒を用いることができる。溶媒を用いることによって、反応を円滑に進行させることができる場合が多い。溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサンおよびｎ−ヘプタン等の炭化水素類；ジクロロエタン、ジクロロメタンおよびクロロホルム等のハロゲン化炭化水素類；ベンゼン、トルエン、キシレンおよびモノクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類；Ｎ,N−ジメチルホルムアミドおよびジメチルスルホキシド等を挙げることができる。これらの中でも、トルエンおよびモノクロロベンゼンが好適に用いられる。
【００３１】
前記溶媒の使用量は、２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物１００質量部に対して、通常、２０〜３０００質量部である。溶媒の使用量が２０質量部未満の場合、反応が円滑に進行しにくくなるおそれがある。また、溶媒の使用量が３０００質量部を超える場合、容積効率が悪化するおそれがある。
【００３２】
前記反応における反応温度は、通常、−２０〜１７０℃、好ましくは０〜１５０℃である。反応温度が−２０℃未満の場合、反応速度が遅く、反応に長時間を要するおそれがある。また、反応温度が１７０℃を超える場合は、副反応が起こりやすくなるおそれがある。反応時間は、反応温度等により異なるが、通常、１〜４０時間である。
【００３３】
かくして得られた反応混合物は低温に維持して、得られた固形物を回収する。得られた固形物を回収する方法としては、そのまま晶析して得られた固形物をろ過する方法、アルカリ抽出後に酸析して得られた固形物をろ過する方法等が挙げられる。
低温に維持して得られた固形物を回収する際の低温の温度としては、通常−２０〜４０℃、好ましくは−１０〜３０℃、より好ましくは−１０〜２５℃である。温度が４０℃を超える場合は、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物のろ液へのロスが多くなり、収率が低下するおそれがある。温度が−２０℃未満の場合、それに見合う効果が得られず、経済的に不利である。
【００３４】
このようにして得られる目的の化合物である一般式（２）で表される１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の具体例としては、例えば、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、７−メチル−１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、５−ｔｅｒｔ−ブチル−１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、６−メトキシ−１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、７−ニトロ−１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、６−クロロ−１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、６−カルボキシ−１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オンおよび６−メトキシカルボニル−１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン等を挙げることができる。
【００３５】
本発明の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法によれば、得られた固形物が一般式（２）で表される１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物および下記一般式（３）：
【００３６】
【化６】
【００３７】
（式中、Ｒ2は、前記一般式（１）におけるＲ2と同じ原子または基を示す。）で表されるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む組成物である。
【００３８】
一般式（２）で示される１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物および一般式（３）で表されるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む組成物において、一般式（３）で表されるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物の含有量は、通常０．２〜５質量％、好ましくは０．５〜５質量％、より好ましくは２〜５質量％である。
【００３９】
一般式（３）で表されるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物の具体例としては、例えば、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）等が挙げられる。
【００４０】
本発明にかかる１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物に含まれるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物は、抗菌および／または抗カビ剤組成物として好適に使用することができる。該化合物は、１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物と同様な用途で使用でき、例えば、１種単独でそのままで使用することができるが、他の成分と配合して、該化合物を含有する抗菌および／または抗カビ剤組成物として使用することもできる。すなわち、該化合物は、溶媒または固体担体と配合して抗菌および／または抗カビ剤組成物として使用することもできる。好適な溶媒としては、例えば、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリコールエーテル、メタノール、エタノール、プロパノール、フェネチルアルコール、フェノキシプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、クエン酸トリアセチル、グリセロールトリアセテート、プロピレンカーボネート、およびジメチルカーボネート等が挙げられる。これら溶媒は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。本発明にかかるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物は、その使用方法および用途を限定するものではないが、例えば有機溶媒に溶解させた後に、その有機溶液を水性溶媒で希釈することにより、当該化合物を含有する抗菌および／または抗カビ剤組成物として用いることができる。また、前記抗菌および／または抗カビ剤組成物は、他の成分、例えば１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物等の抗菌剤、抗カビ剤を少なくとも１種さらに含んでいてもよい。前記抗菌および／または抗カビ剤組成物は、酸性、中性またはアルカリ性であってよい。
【００４１】
好適な固体担体としては例えば、シクロデキストリン、シリカ、珪藻土、蝋、セルロース系材料、アルカリおよびアルカリ土類（例えば、ナトリウム、マグネシウム、カリウム）金属塩（例えば、塩化物、硝酸塩、臭化物、硫酸塩）、ならびにチャコール等が挙げられる。また、組成物の安定剤として、増粘剤、不凍剤、分散剤、界面活性剤、防蝕剤、またはアルカリ金属水酸化物等を少なくとも１種含有することができる。
【００４２】
Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含有する抗菌および／または抗カビ剤組成物は、例えば、工業プロセス水、冷却塔、排水処理、バラスト水、熱交換器、パルプおよび紙加工用の流体ならびに添加剤、プラスチック、塗料、ラテックス、コーティング剤、コーキング剤、接着剤、写真薬剤、印刷用流体、家庭用品、工業用洗浄剤、金属加工用流体、皮革および皮革製品、織物製品、木材および木製品、石油精製用流体、農業用補助剤の保存、界面活性剤の保存、医療用具等の、抗菌剤、抗カビ剤として使用することができる。
【００４３】
本発明によって得られる１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物に含まれるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物は、抗菌活性および抗真菌活性を示す。例えばストレプトコッカス・ピオゲネスＫ（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｙｏｇｅｎｅｓ Ｋ）を含むレンサ球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）等のグラム陽性菌、および例えばサルモネラ・ダブリン（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｄｕｂｌｉｎ）を含むサルモネラ菌（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）等のグラム陰性菌に対して高い抗菌活性を示す。また、ヒトや家畜にとって関連の深い例えばカンジダ・アルビカンス（Ｃａｎｄｉｄａ ａｌｖｉｃａｎｓ）を含むカンジダ（Ｃａｎｄｉｄａ）およびトリコピトン・メンタグロフィト（Ｔｒｉｃｈｏｐｈｙｔｏｎ ｍｅｎｔａｇｒｏｐｈｙｔｅｓ）を含む白癬菌（Ｔｒｉｃｈｏｐｈｙｔｏｎ）に対して高い抗真菌活性を示す。加えて、該化合物は、広域のｐＨ領域で活性を示し、その活性は、体液、例えば胆汁、血清等によってほとんど影響を受けない。Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物は、植物病原菌にも効果的である。例えば、エリシフェ・グラミニス・バリアント・アベネ（Ｅｒｙｓｉｐｈｅ ｇｒａｍｉｎｉｓ ｖａｒ． ａｖｅｎａｅ）によるオート麦の病気、ペロノスポラ・タバシナ（Ｐｅｒｏｎｏｓｐｏｒａ ｔａｂａｃｉｎａ）によるタバコの実生における病気、およびパッシニア・トリチシナ（Ｐｕｃｃｉｎｉａ ｔｒｉｔｉｃｉｎａ）による小麦の実生における病気が挙げられ、それらは、本発明にかかるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物によって効果的に予防できる。
【００４４】
これらのＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物は、皮膚、毛髪、爪などのケラチンを有する表在性角化組織に限局して感染する皮膚糸状菌に起因する白癬、例えば頭部白癬、足白癬、爪白癬等の局部治療、また一般の消毒剤または尿路消毒剤として、直接的または間接的に用いることができる。
【実施例】
【００４５】
以下に製造例、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例等のみに限定されるものではない。
【００４６】
製造例 ［２−（メチルチオ）ベンゾニトリルの合成］
撹拌機、温度計、滴下ロートおよび冷却管を備えた内容積５００ｍｌの４つ口フラスコに、窒素雰囲気下で、２−クロロベンゾニトリル２７．５ｇ（０．２モル）、モノクロロベンゼン３０．０ｇ、５０質量％テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムブロマイド水溶液１．０ｇを仕込み、撹拌しながら３０質量％メタンチオールのナトリウム塩水溶液５１．４ｇ（０．２２モル）を、６０〜６５℃で５時間を要して滴下し、滴下終了後、さらに同温度で１２時間反応させた。
反応終了後、反応液を室温まで冷却し、溶媒を留去した後、減圧蒸留することにより、２−（メチルチオ）ベンゾニトリル２９．５ｇ（沸点１３９〜１４０℃／９３１Ｐａ）を得た。２−クロロベンゾニトリルに対する収率は９９％であった。
【００４７】
実施例１
撹拌機、温度計および冷却管を備えた内容積５００ｍｌの４つ口フラスコに、製造例と同様の方法により得られた２−（メチルチオ）ベンゾニトリル２９．８ｇ（０．２モル）、モノクロロベンゼン５０．０ｇおよび水４．３ｇ（０．２４モル）を仕込み、撹拌しながら４５〜５０℃で、塩素１５．６ｇ（０．２２モル）を２時間要して吹き込み、さらに６５〜７０℃に加熱して１時間反応させた。
反応終了後、同温度で２０質量％水酸化ナトリウム水溶液４１．０ｇを添加し、−１０℃まで冷却した。析出した結晶をろ別し、モノクロロベンゼンで洗浄、乾燥して、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む１,２−ベンズイソチアゾリン-３−オン２９．８ｇ（０．１９７モル）を得た。２−（メチルチオ）ベンゾニトリルに対する収率は９８．５％であった。得られた１，２−ベンズイソチアゾリン-３−オンの純度は、高速液体クロマトグラフィーで測定した結果、９７．１％で、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）が２．９質量％含有していた。
【００４８】
実施例２
撹拌機、温度計および冷却管を備えた内容積５００ｍｌの４つ口フラスコに、製造例と同様の方法により得られた２−（メチルチオ）ベンゾニトリル２９．８ｇ（０．２モル）、モノクロロベンゼン５０．０ｇおよび３５質量％塩酸６．６ｇ（塩酸０．０６モル、水０．２４モル）を仕込み、撹拌しながら４５〜５０℃で、塩素１５．６ｇ（０．２２モル）を２時間要して吹き込み、さらに６５〜７０℃に加熱して１時間反応させた。
反応終了後、同温度で２０質量％水酸化ナトリウム水溶液４１．０ｇを添加し、０℃まで冷却した。析出した結晶をろ別し、モノクロロベンゼンで洗浄、乾燥して、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む１,２−ベンズイソチアゾリン-３−オン２９．９ｇ（０．１９８モル）を得た。２−（メチルチオ）ベンゾニトリルに対する収率は９９．０％であった。得られた１,２−ベンズイソチアゾリン-３−オンの純度は、高速液体クロマトグラフィーで測定した結果、９８．５％で、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）が１．５質量％含有していた。
【００４９】
実施例３
撹拌機、温度計、滴下ロートおよび冷却管を備えた内容積５００ｍｌの４つ口フラスコに、窒素雰囲気下で、２−クロロベンゾニトリル２７．５ｇ（０．２モル）、モノクロロベンゼン３０．０ｇ、５０質量％テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムブロマイド水溶液１．０ｇを仕込み、撹拌しながら３０質量％メタンチオールのナトリウム塩水溶液５１．４ｇ（０．２２モル）を、６０〜６５℃で５時間を要して滴下し、滴下終了後、さらに同温度で１２時間反応させた。
反応終了後、反応液を２５℃まで冷却し、分液して有機層を得て、得られた有機層に３５質量％塩酸６．６ｇ（塩酸０．０６モル、水０．２４モル）を仕込み、撹拌しながら４５〜５０℃で塩素１５．６ｇ（０．２２モル）を２時間要して吹き込み、さらに６５〜７０℃に加熱して１時間反応させた。
反応終了後、同温度で２０質量％水酸化ナトリウム水溶液４１．０ｇを添加し、２０℃まで冷却した。析出した結晶をろ別し、モノクロロベンゼンで洗浄、乾燥して、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む１,２−ベンズイソチアゾリン-３−オン２９．８ｇ（０．１９７モル）を得た。２−クロロベンゾニトリルに対する収率は９８．５％であった。得られた１,２−ベンズイソチアゾリン-３−オンの純度は、高速液体クロマトグラフィーで測定した結果、９９．２％で、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）が０．８質量％含有していた。
【００５０】
実施例４
撹拌機、温度計および冷却管を備えた内容積５００ｍｌの４つ口フラスコに、製造例と同様の方法により得られた２−（メチルチオ）ベンゾニトリル２９．８ｇ（０．２モル）、モノクロロベンゼン５０．０ｇおよび３５質量％塩酸６．６ｇ（塩酸０．０６モル、水０．２４モル）を仕込み、撹拌しながら４５〜５０℃で、塩素１５．６ｇ（０．２２モル）を２時間要して吹き込み、さらに６５〜７０℃に加熱して１時間反応させた。
反応終了後、同温度で２０質量％水酸化ナトリウム水溶液４１．０ｇを添加し、３０℃まで冷却した。析出した結晶をろ別し、モノクロロベンゼンで洗浄、乾燥して、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む１,２−ベンズイソチアゾリン-３−オン２９．６ｇ（０．１９６モル）を得た。２−（メチルチオ）ベンゾニトリルに対する収率は９８．０％であった。得られた１,２−ベンズイソチアゾリン-３−オンの純度は、高速液体クロマトグラフィーで測定した結果、９９．５％で、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）が０．５質量％含有していた。
【００５１】
比較例
撹拌機、温度計および冷却管を備えた内容積５００ｍｌの４つ口フラスコに、２−（メチルチオ）ベンゾニトリル２９．８ｇ（０．２モル）、モノクロロベンゼン５０．０ｇおよび３５質量％塩酸６．６ｇ（塩酸０．０６モル、水０．２４モル）を仕込み、撹拌しながら４５〜５０℃で塩素１５．６ｇ（０．２２モル）を２時間要して吹き込み、さらに６５〜７０℃に加熱して１時間反応させた。
反応終了後、同温度で２０質量％水酸化ナトリウム水溶液４１．０ｇを添加し、４５℃まで冷却した。析出した結晶をろ別し、モノクロロベンゼンで洗浄、乾燥して、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む１,２−ベンズイソチアゾリン-３−オン２９．０ｇ（０．１９２モル）を得た。２−（メチルチオ）ベンゾニトリルに対する収率は９６．０％であった。得られた１，２−ベンズイソチアゾリン-３−オンの純度は、高速液体クロマトグラフィーで測定した結果、９９．９％で、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）は０．１質量％未満であった。
【００５２】
実施例５
実施例１でろ過により得られた固形物１０ｇに、ジプロピレングリコール２８ｇおよび水３．７ｇを混合した。前記混合物を撹拌しながら３０質量％水酸化ナトリウム水溶液８．７ｇを添加したところ、白色の不溶物が得られた。得られた不溶物をろ別し、メタノールおよび水で洗浄、乾燥して白色結晶を得た。得られた結晶につきＮＭＲ測定を行った。測定結果から、一般式（６）：
【００５３】
【化７】
【００５４】
で表されるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）であると同定された。
【００５５】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、（Ｄ３Ｃ）２Ｓ＝Ｏ）δ（ｐｐｍ）：５．８８（ｓ，２Ｈ）、７．４６（ｄｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，２Ｈ）、７．７０（ｄｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，２Ｈ）、７．９３（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，２Ｈ）、７．９６（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，２Ｈ）。
【００５６】
実施例６
Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）１部、メチレン−ジナフタレン−β−スルホン酸二ナトリウムとナフタレン−β−スルホン酸ナトリウムとの混合物よりなる分散剤１部、および水８０部よりなる混合物をボールミル内で粉砕することで、分散体を調製した。エチレンオキシドとアルキルフェノールとの縮合物よりなる非イオン表面活性剤０．１５部を含有する水１０００部に、上記の分散体９部を加えた。この組成物を、オート麦の実生に散布した後にエリシフェ・グラミニス・バリアント・アベネの胞子を接種した。その後、胞子の発芽および感染に適した環境下で前記オート麦の実生を維持したところ、当該真菌によるオート麦の病気は完全に予防された。
【００５７】
実施例７
実施例６と同様にして、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）を用いて分散体を調製し、エチレンオキシドとアルキルフェノールとの縮合物よりなる非イオン表面活性剤０．１５部を含有する水１０００部に、上記分散体４５部を加えた。この組成物を、タバコの実生に散布した後にペロノスポラ・タバシナの胞子を接種した。その後、胞子の発芽および感染に適した環境下で前記タバコの実生を維持したところ、当該真菌によるタバコの実生における病気の予防率は９５％であった。
【００５８】
実施例８
実施例６と同様にして、Ｎ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）を用いて分散体を調製し、エチレンオキシドとアルキルフェノールとの縮合物よりなる非イオン表面活性剤０．１５部を含有する水１０００部に、上記分散体９部を加えた。この組成物を、小麦の実生に散布した後にパッシニア・トリチシナの胞子を接種した。その後、胞子の発芽および感染に適した環境下で前記小麦の実生を維持したところ、当該真菌による小麦の実生における病気は完全に予防された。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）：
【化１】
（式中、Ｒ1は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｒ2は、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、ニトロ基、カルボキシル基もしくはそのエステル、またはハロゲン原子を示す。）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下に反応させて、反応混合物を得る反応工程；および
前記反応混合物を低温に維持して、得られた固形物を回収する回収工程を含むことを特徴とする、下記一般式（２）：
【化２】
（式中、Ｒ2は、前記一般式（１）におけるＲ2と同じ原子または基を示す。）で表される１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法。
【請求項２】
反応工程を−２０〜１７０℃で行う、請求項１に記載の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法。
【請求項３】
回収工程を−２０〜４０℃で行う、請求項１に記載の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法。
【請求項４】
得られた固形物が一般式（２）で表される１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物および下記一般式（３）：
【化３】
（式中、Ｒ2は、前記一般式（１）と同じ原子または基を示す。）で表されるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む組成物である、請求項１に記載の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法。
【請求項５】
一般式（１）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水および鉱酸の存在下に反応させる、請求項１に記載の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法。
【請求項１】
一般式（１）：
【化１】
（式中、Ｒ1は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｒ2は、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、ニトロ基、カルボキシル基もしくはそのエステル、またはハロゲン原子を示す。）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水の存在下に反応させて、反応混合物を得る反応工程；および
前記反応混合物を低温に維持して、得られた固形物を回収する回収工程を含むことを特徴とする、下記一般式（２）：
【化２】
（式中、Ｒ2は、前記一般式（１）におけるＲ2と同じ原子または基を示す。）で表される１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法。
【請求項２】
反応工程を−２０〜１７０℃で行う、請求項１に記載の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法。
【請求項３】
回収工程を−２０〜４０℃で行う、請求項１に記載の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法。
【請求項４】
得られた固形物が一般式（２）で表される１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物および下記一般式（３）：
【化３】
（式中、Ｒ2は、前記一般式（１）と同じ原子または基を示す。）で表されるＮ,Ｎ’−メチレンビス（１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン）化合物を含む組成物である、請求項１に記載の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法。
【請求項５】
一般式（１）で表される２−（アルキルチオ）ベンゾニトリル化合物とハロゲン化剤とを水および鉱酸の存在下に反応させる、請求項１に記載の１,２−ベンズイソチアゾリン−３−オン化合物の製造方法。
【公開番号】特開２０１３−４３８８１（Ｐ２０１３−４３８８１Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８４９６２（Ｐ２０１１−１８４９６２）
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００１９５６６１）住友精化株式会社 (352)
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００１９５６６１）住友精化株式会社 (352)
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