JP4004082B2

JP4004082B2 - 環状ニトログアニジン誘導体の製造法

Info

Publication number: JP4004082B2
Application number: JP12865896A
Authority: JP
Inventors: 剛大浦; 裕泉松野; 建次小高
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1996-05-23
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2016-05-23
Also published as: JPH09316056A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機中間体、農・医薬、特に、浸透性殺虫剤として有用な式（３）（化４）
【０００２】
【化４】

［式中、ｎは２または３の整数を表し、Ａは、次の式（２）（化２）で表される
【０００３】
【化５】

（ここでＱは、置換されていてもよい芳香族環又は置換されていてもよい複素環を表し、Ｒ¹及びＲ²は、水素原子又はＣ₁〜₄のアルキル基を表す。）］で表される環状ニトログアニジン誘導体をニトログアニジンから製造する方法に関するものである。
【０００４】
【従来の技術】
従来より、式（３）で表される環状ニトログアニジン誘導体を製造する方法は数多く知られている（特開昭６１−２６７５７５号公報、特開昭６２−８１３８２号公報等）。しかし、これらの製造方法の中で工業的に容易に入手でき安価なニトログアニジンから製造する製造法は限られている。しかも、それらのニトログアニジンを用いた製造法は、一旦、ニトログアニジンからＮ原子に側鎖Ａ部分のない環状ニトログアニジン誘導体を合成し、その後環状ニトログアニジン誘導体に後からＡ側鎖を結合させる方法がほとんどである。しかし、この方法ではＡ部分を環状ニトログアニジン誘導体と反応できるように活性化した化合物（ハロゲン化物、硫酸エステル化物等）にする必要がある。しかしその場合、反応性の良好な化合物が得られなければ、収率良く目的物が得られず、たとえその様な化合物が得られても、製造工程が煩雑となり、製造コストの上昇を招く。
とはいえ、これまで安価なニトログアニジンから式（３）で表される環状ニトログアニジン誘導体を直接製造する方法は知られなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、安価なニトログアニジンから式（３）で表される環状ニトログアニジン誘導体を直接製造する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、式（３）で表わされる環状ニトログアニジン誘導体をニトログアニジンと式（１）（化６）
【０００７】
【化６】

（式中、ｎ、Ａは、式（３）と同じ意味である）で表される化合物から合成するに際して、アルカリ金属塩を添加すると合成反応が容易に進行し得ることを見い出し、本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明は式（１）（化７）
【０００９】
【化７】

［式中、ｎは２または３の整数を表し、Ａは、次の式（２）（化８）で表される
【００１０】
【化８】

（ここでＱは、置換されていてもよい芳香族環又は置換されていてもよい複素環を表し、Ｒ¹及びＲ²は、水素原子又はＣ₁〜₄のアルキル基を表す。）］で表される化合物とニトログアニジンとをアルカリ金属塩の存在下に反応させて、式（３）（化９）
【００１１】
【化９】

（式中、ｎ、Ａは、式（１）と同じ意味である。）で表される環状ニトログアニジン誘導体を製造する方法を提供するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
上記式（１）中のＡとして、典型的な例としては３−ピリジルメチル基等のピリジルメチル基、５−チアゾールメチル基等のチアゾールメチル基、６−クロロ−３−ピリジルメチル基等のクロロピリジルメチル基、クロロチアゾールメチル基等のクロロチアジアゾールメチル基、テトラヒドロ−３−フラニルメチル基等のテトラヒドロフラニルメチル基、ベンジル基等が挙げられる。特に好ましいのは、テトラヒドロ−３−フラニルメチル基である。
【００１３】
すなわち、式（３）の化合物は下記の反応式（１）（化１０）
【００１４】
【化１０】

（式中、Ａ、ｎは前記式（１）と同様の意味を表す）により製造することが出来る。
【００１５】
本発明の製造法において、添加されるニトログアニジンと式（１）で表される化合物とのモル比は１：１以上１０：１以下、好ましくは１．５：１以上４：１以下である。
【００１６】
本発明の製造法において使用される溶媒としては水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、ヘプタン、石油ベンジン等の脂肪族炭化水素類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、１，３− ジメチル− ２− イミダゾリジノン、１− メチル− ２− ピロリジノン等の非プロトン性極性溶媒、エチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２− ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、アセトン、ジイソプロピルケトン等のケトン類等を用いることがができる。好ましくは水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、１，３− ジメチル− ２− イミダゾリジノン、１− メチル− ２− ピロリジノン等の非プロトン性極性溶媒、エチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２− ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、あるいは、上記水以外の溶媒と水との混合溶媒である。さらに好ましくは水である。
【００１７】
反応温度および反応時間は広範囲に変化させることが出来るが、一般的には、反応温度は０〜２００ ℃、好ましくは０〜１００ ℃、反応時間は０.０１〜５０時間、好ましくは０.１〜１５時間である。
【００１８】
添加するアルカリ金属塩として、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム等のナトリウム塩、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム等のカリウム塩、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム等のリチウム塩である。好ましくは、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム等のナトリウム塩、塩化カリウム、臭化カリウム等のカリウム塩である。
【００１９】
アルカリ金属塩の添加量は、ニトログアニジンに対して少なくとも１０重量％以上が好ましい。また、溶媒の飽和溶解度以上添加してアルカリ金属塩が析出しても、反応液が充分攪拌することが可能ならばなんら反応に悪影響を与えないが、アルカリ金属塩の添加量は経済的にはニトログアニジンに対して重量比で１０倍以下であることが好ましい。
【００２０】
アルカリ金属塩の添加法としては、アルカリ金属塩を固体のまま添加しても良く、一度溶媒に溶解あるいは懸濁させてから反応液に添加しても良い。添加時期として、アルカリ金属塩を反応の加熱前に添加しておいても、加熱後、所定の反応温度になってから添加してもよい。
【００２１】
反応終了後の反応液は、有機溶媒抽出、濃縮、濾過等の通常の後処理を行い、目的の化合物を得ることができる。必要ならば、クロマトグラフィー、蒸留、再結晶等の操作によって更に精製することもできる。
【００２２】
また、式（１）で表される原料化合物は下記反応式（２）（化１１）
【００２３】
【化１１】

［式中、ｎは２または３の整数を表し、Ｌはハロゲン基、硫酸エステル基等の脱離基を表し、Ａは次の式（２）（化１２）で表される
【００２４】
【化１２】

（ここでＱは、置換されてもよい芳香族環又は置換されてもよい複素環を表し、Ｒ¹及びＲ²は、水素原子又はＣ₁〜₄のアルキル基を表す）］に従って製造することが出来る。
【００２５】
反応は必要により塩基の存在下、各種溶媒中で反応させて容易に製造することが出来る。
塩基としては過剰のアミンを使用するか、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等の炭酸塩類、燐酸三カリウム、燐酸三ナトリウム、燐酸一水素二カリウム、燐酸一水素二ナトリウム等の燐酸塩類、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等の酢酸塩類、マグネシウム、ナトリウム等の金属類、水素化ナトリウム、水素化カルシウム等の水素化金属類、４−（ジメチルアミノ）ピリジン、トリエチルアミン、ジアザビシクロウンデセン等の有機塩基類等を使用することが出来る。
塩基の添加量としては、式（４）の化合物に対して等量以上が好ましく、過剰量添加しても次の反応に悪影響を与えるものではなければ経済的に許容される量以下添加して反応を行えばよい。
【００２６】
溶媒としては水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、ヘプタン、石油ベンジン等の脂肪族炭化水素類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、１，３− ジメチル− ２− イミダゾリジノン、１− メチル− ２− ピロリジノン等の非プロトン性極性溶媒、エチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２− ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、アセトン、ジイソプロピルケトン等のケトン類等を用いることが出来る。
【００２７】
反応温度および反応時間は反応試薬により広範囲に変化しうるが、一般的には、反応温度は−２０〜２００ ℃、好ましくは−２０〜１５０ ℃、反応時間は０.０１〜５０時間、好ましくは０.１〜１５時間である。
【００２８】
また、式（１）で表される原料化合物は、Ｒ²＝Ｈの場合、下記反応式（３）（化１３）
【００２９】
【化１３】

（ここでＱは、置換されてもよい芳香族環又は置換されてもよい複素環を表し、Ｒ¹は、水素原子又はＣ₁〜₄までのアルキル基を、ｎ、Ａは前記式（１）と同じ意味を表す。）に従って、また反応式（４）（化１４）
【００３０】
【化１４】

（ここでＱは、置換されてもよい芳香族環、または、置換されてもよい複素環を表し、Ｒ¹、Ｒ²は、水素原子又はＣ₁〜₄までのアルキル基を、Ｌはハロゲン基、硫酸エステル基等の脱離基、ｎ、Ａは前記と同じ意味を表す。）に従っても製造することが出来る。また、他の製造法も考えられ、これらの反応式（２）、（３）或いは（４）に限定されるべきものではない。
【００３１】
反応式（３）及び（４）の反応においては反応に塩基が添加される。塩基としては過剰のアミンを使用するか、あるいは炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等の炭酸塩類、燐酸三カリウム、燐酸三ナトリウム、燐酸一水素二カリウム、燐酸一水素二ナトリウム等の燐酸塩類、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等の酢酸塩類、マグネシウム、ナトリウム等の金属類、水素化ナトリウム、水素化カルシウム等の水素化金属類、４−（ジメチルアミノ）ピリジン、トリエチルアミン、ジアザビシクロウンデセン等の有機塩基類等を使用することが出来る。
【００３２】
マイケル付加反応の触媒としてはナトリウム、リチウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属類、ナトリウムメトキシド、カリウムｔ−ブトキシド等のアルカリアルコキシド類、ピペリジン等の有機塩基類等を使用することが出来る。
【００３３】
マイケル付加反応の溶媒としては、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、ヘプタン、石油ベンジン等の脂肪族炭化水素類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、１，３− ジメチル− ２− イミダゾリジノン、１− メチル− ２− ピロリジノン等の非プロトン性極性溶媒、エチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２− ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類等を用いることができる。
【００３４】
還元法としては、水素化リチウムアルミニウム等の水素化アルミニウム化合物、水素化ホウ素ナトリウム等の水素化ホウ素化合物を用いた方法や、パラジウム、ニッケル、白金等の金属触媒を用いた接触還元法などが用いられる。溶媒としては、還元試薬に不活性な溶媒ならば使用することができる。
【００３５】
反応温度および反応時間は反応試薬により広範囲に変化しうるが、一般的には、反応温度は−２０〜２００ ℃、好ましくは−２０〜１５０ ℃、反応時間は０.０１〜５０時間、好ましくは０.１〜１５時間である。
【００３６】
反応終了後の反応液は、有機溶媒抽出、濃縮、濾過等の通常の後処理を行い、目的の化合物を得ることができる。必要ならば、クロマトグラフィー、蒸留、再結晶等の操作によって更に精製することもできる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明を実施例、比較例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実験例に何等限定されるものでない。
実施例１
Ｎ−（テトラヒドロ−３−フラニルメチル）プロパン−１，３−ジアミン２．０ｇ、ニトログアニジン２．３６ｇ、塩化カリウム３．５ｇ、水１０ｍｌを反応器に仕込み、反応を行った。８０℃で１時間反応させたところ、ＴＬＣで目的物の生成を確認したので、反応液を冷却しクロロホルムで抽出（１０ｍｌで３回）した。抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥したのち溶媒を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラム（クロロホルム−メタノール系）で精製し、収率２６％で目的物を得た。
【００３８】
実施例２
実施例１と同様な反応において、ニトログアニジン量を２．７モル比対Ｎ−（テトラヒドロ−３−フラニルメチル）プロパン−１，３−ジアミンに変えて行った。８０℃で１時間反応させたところＴＬＣで目的物の生成を確認したので、反応液を冷却しクロロホルムで抽出（１０ｍｌで３回）した。抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥したのち溶媒を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラム（クロロホルム−メタノール系）で精製し、収率３２％で目的物を得た。
【００３９】
実施例３
実施例１と同様な反応において、ニトログアニジン量を３．６モル比対Ｎ−（テトラヒドロ−３−フラニルメチル）プロパン−１，３−ジアミンに変えて行った。８０℃で１時間反応させたところＴＬＣで目的物の生成を確認したので、反応液を冷却しクロロホルムで抽出（１０ｍｌで３回）した。抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥したのち溶媒を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラム（クロロホルム−メタノール系）で精製し、収率２９％で目的物を得た。
【００４０】
実施例４
ニトログアニジン１２３８ｇ、塩化カリウム１２２５ｇ、水３．５ｌを反応器に仕込み１．５時間で７５℃に加熱した。この懸濁液にＮ−（テトラヒドロ−３−フラニルメチル）プロパン−１，３−ジアミン７００ｇを１２分間で加え、同温度で１５分反応した。反応液を冷却し、析出した結晶を濾別し、水２ｌで洗浄した。濾洗液をクロロホルム（１．５ｌで３回）で抽出し、抽出溶媒を留去し、５５９ｇの粗製品を得た。
粗製品をシリカゲルカラムクロマトで精製し、さらに酢酸エチル６００ｍｌで再結晶し、収率２６％で精製品（ｍｐ９３〜９５℃）を得た。
【００４１】
実施例５
Ｎ−ベンジルプロパン−１，３−ジアミン２．０ｇ、ニトログアニジン２．８１ｇ、塩化カリウム３．４ｇ、水１０ｍｌを反応器に仕込み反応を行った。８０℃で１時間反応させたところ、ＴＬＣで目的物の生成を確認したので、反応液を冷却しクロロホルムで抽出（３０ｍｌで３回）した。抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥したのち溶媒を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラム（クロロホルム−メタノール系）で精製し、収率３２％で目的物を得た。（融点１５１．６−１５２．７℃）
【００４２】
実施例６
Ｎ−（６−クロロ−３−ピリジル）プロパン−１，３−ジアミン２．０ｇ、ニトログアニジン２．８１ｇ、塩化カリウム３．４ｇ、水１０ｍｌを反応器に仕込み反応を行った。８０℃で１時間反応させたところ、ＴＬＣで目的物の生成を確認したので、反応液を冷却しクロロホルムで抽出（３０ｍｌで３回）した。抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥したのち溶媒を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラム（クロロホルム−メタノール系）で精製し、収率３０％で目的物（融点１１８．５−１２０．０℃）を得た。
【００４３】
実施例７
Ｎ−（４’−クロロベンジル）プロパン−１，３−ジアミン２．０ｇ、ニトログアニジン２．８１ｇ、塩化カリウム３．４ｇ、水１０ｍｌを反応器に仕込み反応を行った。８０℃で１時間反応させたところ、ＴＬＣで目的物の生成を確認したので、反応液を冷却しクロロホルムで抽出（３０ｍｌで３回）した。抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥したのち溶媒を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラム（クロロホルム−メタノール系）で精製し、収率３１％で目的物（融点１５１．６−１５２．７℃）を得た。
【００４４】
比較例１
Ｎ−（テトラヒドロ−３−フラニルメチル）プロパン−１，３−ジアミン２．０ｇ、ニトログアニジン１．４３ｇとアセトニトリル１５ｍｌを反応器に仕込み８０℃で１５時間反応させた。ＴＬＣによる反応追跡では昇温後１〜１５時間では目的物はほとんど生成しなかった。
【００４５】
比較例２
比較例１と同様の反応において溶媒を水１０ｍｌに換えて行ったが、ＴＬＣによる反応追跡では昇温後１〜５時間では、目的物はほとんど生成しなかった。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の製造法により、安価で工業的に入手しやすいニトログアニジンから式（３）で表される環状ニトログアニジン誘導体を直接製造することが可能になった。

Claims

式（１）（化１）

［式中、ｎは２または３の整数を表し、Ａは、次の式（２）（化２）で表される

（ここでＱは、テトラヒドロ−３−フラニル基を表し、Ｒ¹及びＲ²は、水素原子又はＣ₁〜₄のアルキル基を表す。）］で表される化合物とニトログアニジンとをアルカリ金属塩の存在下に反応させて、式（３）（化３）

（式中、ｎ、Ａは、式（１）と同じ意味である。）で表される環状ニトログアニジン誘導体を製造する方法。
アルカリ金属塩が塩化ナトリウム、塩化カリウムよりなる群から選ばれる１種又は２種のアルカリ金属塩であることを特徴とする請求項１記載の環状ニトログアニジン誘導体の製造法。
ニトログアニジンと式（１）で表される化合物とのモル比が１：１以上１０：１以下であることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項記載の環状ニトログアニジン誘導体の製造法。