CN106164060A - 环氧乙烷化合物及使用其制造含氮杂环式化合物的方法 - Google Patents

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CN106164060A CN201580019275.2A CN201580019275A CN106164060A CN 106164060 A CN106164060 A CN 106164060A CN 201580019275 A CN201580019275 A CN 201580019275A CN 106164060 A CN106164060 A CN 106164060A
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Abstract

在含氮杂环式化合物的制造中，提高安全性，减小环境负担。式(1)表示的环氧乙烷化合物。[式(1)中的R1为可以具有取代基的芳基。式(1)中的R3～R6中的至少一者为式(2)表示的取代基。式(1)中的R3～R7中的式(2)表示的取代基以外的基团各自独立地选自氢原子、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的烷氧基、羟基、氨基、芳基、酯基、酰胺基及卤素原子。式(2)中的R2为可以具有取代基的芳基。]

Description

环氧乙烷化合物及使用其制造含氮杂环式化合物的方法
技术领域
本发明涉及新型的环氧乙烷化合物及使用其制造含氮杂环式化合物的方法。
背景技术
吡唑化合物及吡唑啉化合物等含氮杂环式化合物由于具有特异的分子结构从而显示优异的性能，因此，作为各种医药、农药材料及它们的制造中间体、分析用试剂、染料、颜料、光学材料以及电子材料是有用的。
因此，已知有大量的含氮杂环式化合物。尤其是，在结构式中具有多个含氮杂环式骨架的化合物在分子内具有多个配位性的氮原子，因此显示容易与过渡金属等各种金属形成络合物这样的优异的性能。
例如，非专利文献1公开了制造在分子内具有2个作为含氮杂环式骨架的吡唑骨架的化合物的方法。这样的具有特异的分子结构的化合物由于容易与金属形成络合物，从而可应用于分析用试剂。
对于作为含氮杂环式化合物的吡唑化合物的制造方法而言，已知使α,β-二卤代羰基化合物与肼反应的方法。例如，非专利文献1中公开了如下述反应式所示的通过使在结构式中具有α,β-二溴酮骨架的中间体[1]与肼反应而制造吡唑化合物[2]的方法。
对于吡唑化合物[2]的其他制造方法而言，已知使1,3-二酮化合物与肼反应的方法。例如，非专利文献2及3中公开了如下述反应式所示的在氨基钠的存在下使酮化合物[3]与二酯化合物[4]反应而生成1,3-二酮化合物[5]，然后使该1,3-二酮化合物[5]与肼反应而制造吡唑化合物[2]的方法。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:Eur.J.Org.Chem.，2003,747-755
非专利文献2:J.Am.Chem.Soc.，1958,80,4891-4895
非专利文献3:Syn.Comm.，2006,36(6),707-714
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在吡唑化合物[2]的制造方法中，对于非专利文献1中公开的方法而言，产生相对于吡唑化合物[2]为4倍摩尔的溴化氢，因此，存在环境负担大的问题。另外，在制造工序中通过搅拌而使浆料液分散而进行反应时，难溶于反应溶剂的α,β-二溴酮化合物[1]的分子量相对于作为目标物的吡唑化合物[2]大，为了保持适合于反应的分散状态，导致使用不必要的大量的有机溶剂，如果分子量小，则理应可削减所述有机溶剂的量。因此，该制造方法存在环境负担大，生产率低的问题。
另外，对于非专利文献2及3中公开的制造方法而言，在1,3-二酮化合物[5]的制造工序中使用了禁水性、且自燃性的氨基钠，作为工业制法，存在安全方面的问题。另外，该吡唑化合物[2]的制造方法存在收率低的问题。
本申请的发明人们为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现一种新型的环氧乙烷化合物(1)，通过使用所述环氧乙烷化合物(1)作为反应前体，从而确立了环境负担小、且安全的含氮杂环式化合物的制造方法，从而完成了本发明。
本发明是鉴于上述的问题而完成的。
本发明的课题在于，在含氮杂环式化合物的制造中，提高安全性，减小环境负担。
用于解决课题的手段
用于达成上述课题的具体的手段如下所述。
[1]下述式(1)表示的环氧乙烷化合物。
式(1)中的R1为可以具有取代基的芳基。
式(1)中的R3～R6中的至少一者为式(2)表示的取代基。
式(1)中的R3～R7中的式(2)表示的取代基以外的基团各自独立地选自氢原子、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的烷氧基、羟基、氨基、芳基、酯基、酰胺基及卤素原子。
式(2)中的R2为可以具有取代基的芳基。
[2][1]所述的环氧乙烷化合物，其中，式(1)中的R3及R6中的至少任一者为上述式(2)表示的取代基。
[3][1]或[2]所述的环氧乙烷化合物，其中，上述R1及R2均为苯基。
[4][1]～[3]中任一项所述的环氧乙烷化合物，其中，上述R3～R7中的式(2)表示的取代基以外的基团均为氢原子。
[5][1]～[4]中任一项所述的环氧乙烷化合物，其中，上述环氧乙烷化合物为1,3-双(3-氧代-3-苯基环氧乙烷基)苯。
[6]一种制造含氮杂环式化合物的方法，所述含氮杂环式化合物由选自式(3)、式(5)及式(7)中的任一式表示，所述方法使用[1]～[5]中任一项所述的环氧乙烷化合物。
[式(3)、式(5)及式(7)中的R1为可以具有取代基的芳基。
式(3)中的R3～R6中的至少一者为式(4)或式(6)表示的取代基。
式(5)中的R3～R6中的至少一者为式(4)或式(6)表示的取代基。
式(7)中的R3～R6中的至少一者为式(8)表示的取代基。
式(3)中的R3～R7中的式(4)或式(6)表示的取代基以外的基团、式(5)中的R3～R7中的式(4)或式(6)表示的取代基以外的基团及式(7)中的R3～R7中的式(8)表示的取代基以外的基团各自独立地选自氢原子、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的烷氧基、羟基、氨基、芳基、酯基、酰胺基及卤素原子。
式(3)及式(5)中的Z1为氧原子及NR10表示的取代基中的至少任一种。上述R10为选自氢原子、碳原子数1～3的烷基、芳基及酰基中的至少一种。
式(4)、式(6)及式(8)中的R2为可以具有取代基的芳基。
式(4)及式(6)中的Z2为氧原子及NR11表示的取代基中的至少任一种。上述R11为选自氢原子、碳原子数1～3的烷基、芳基及酰基中的至少一种。
式(7)中的R8及式(8)中的R9为氢原子及碳原子数1～3的烷基中的至少任一种。]
[7][6]所述的制造含氮杂环式化合物的方法，其中，式(3)中的R3及R6中的至少任一者为式(4)表示的取代基。
[8][6]所述的制造含氮杂环式化合物的方法，其中，式(5)中的R3及R6中的至少任一者为式(6)表示的取代基。
[9][6]所述的制造含氮杂环式化合物的方法，其中，式(7)中的R3及R6中的至少任一者为式(8)表示的取代基。
[10][6]所述的制造含氮杂环式化合物的方法，其中，上述含氮杂环式化合物为选自1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(5-苯基-3-吡唑基)苯、1,3-双(1-甲基-3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(1-乙基-3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(1-丙基-3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(1-异丙基-3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(1-甲基-5-苯基-3-吡唑基)苯、1,3-双(1-乙基-5-苯基-3-吡唑基)苯、1,3-双(1-丙基-5-苯基-3-吡唑基)苯、1,3-双(1-异丙基-5-苯基-3-吡唑基)苯、1,3-双(3-苯基-5-异噁唑基)苯、1,3-双(5-苯基-3-异噁唑基)苯、1,3-双(2-甲氧基-4-苯基-6-嘧啶基)苯、1,3-双(2-乙氧基-4-苯基-6-嘧啶基)苯、1,3-双(2-丙氧基-4-苯基-6-嘧啶基)苯、1,3-双(2-异丙氧基-4-苯基-6-嘧啶基)苯及1,3-双(2-羟基-4-苯基-6-嘧啶基)苯中的任一种。
发明的效果
通过本发明，在含氮杂环式化合物的制造中，可提高安全性，减小环境负担。
使用了本发明的新型的环氧乙烷化合物制造含氮杂环式化合物的方法在其工序中不产生大量的溴化氢等卤化氢。
另外，本发明的制造含氮杂环式化合物的方法由于在其工序中不使用氨基钠等禁水性、自燃性的化合物，因而是安全的。
具体实施方式
以下，对本发明的新型的环氧乙烷化合物及使用其制造含氮杂环式化合物的方法详细进行说明。
本说明书中，有时将制造化合物的方法简称为化合物的制造方法。
另外，本说明书中，使用“～”表示的数值范围表示包含“～”前后所记载的数值分别作为最小值及最大值的范围。
[新型的环氧乙烷化合物]
本发明的一个方式为式(1)表示的环氧乙烷化合物。
式(1)中的R1为芳基，为可以具有取代基的芳基。
式(1)中的R3～R6中的至少一者为式(2)表示的取代基。
式(1)中的R3～R7中的式(2)表示的取代基以外的基团各自独立地选自氢原子、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的烷氧基、羟基、氨基、芳基、酯基、酰胺基及卤素原子。
需要说明的是，上述氨基、芳基、酯基、酰胺基可以具有取代基。上述取代基例如为烷基、芳基。
式(2)中的R2为可以具有取代基的芳基。
式(1)中的R1和式(2)中的R2可以相同也可以不同。
本发明的式(1)表示的环氧乙烷化合物在其结构式中的反应点中不包含卤素原子。因此，使用了本发明的式(1)表示的环氧乙烷化合物的含氮杂环式化合物的制造方法在其工序中不会如非专利文献1中记载的方法那样产生大量的溴化氢等卤化氢，因此可减小环境负担。
对于本发明的式(1)表示的环氧乙烷化合物而言，对于各种亲核剂显示高反应性，因此具有下述这样的优异的性能：除了可作为含氮杂环式化合物的制造方法中的前体有效利用之外，还可作为各种化合物的制造方法中的前体有效利用。另外，由于使用了式(1)表示的环氧乙烷化合物的反应可生成在结构式中具有含氮杂环式骨架的化合物，因此，可在各种医药、农药材料及它们的制造中间体、分析用试剂、染料、颜料、光学材料以及电子材料的制造中应用。
尤其是，由于使用了式(1)表示的环氧乙烷化合物的反应可生成在结构式中具有多个含氮杂环式骨架的化合物，因而非常有用。
本发明的式(1)表示的环氧乙烷化合物具有至少2个环氧乙烷基。
式(1)表示的环氧乙烷化合物具有具备R1的环氧乙烷基、和具备R2的环氧乙烷基这2个环氧乙烷基时，上述环氧乙烷基相互位于邻位或间位。
需要说明的是，式(1)表示的环氧乙烷化合物具有2个环氧乙烷基时，若式(1)表示的环氧乙烷化合物的R4或R5为上述式(2)表示的环氧乙烷基，则上述环氧乙烷基相互位于邻位，另外，若R3或R6为上述式(2)表示的环氧乙烷基，则上述环氧乙烷基相互位于间位。
将环氧乙烷基相互位于间位的环氧乙烷化合物的例子以式(1a)表示。式(1a)表示的环氧乙烷化合物是式(1)表示的环氧乙烷化合物中、R3为式(2)表示的取代基、R4～R7均为氢原子的化合物。
本发明的式(1)表示的环氧乙烷化合物所具有的环氧乙烷基所具备的R1及R2各自独立地为可以具有取代基的芳基。
上述芳基所具有的取代基例如为烷基、芳基。
关于上述芳基，可举出苯基、萘基、吡咯基、吡啶基、呋喃基、噻吩基等。尤其是，上述R1及R2均为苯基时，可容易地制造式(1)表示的环氧乙烷化合物，因而优选。
本发明的式(1)表示的环氧乙烷化合物所具有的R3～R7中，式(2)表示的取代基以外的基团选自氢原子、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的烷氧基、羟基、氨基、芳基、酯基、酰胺基及卤素原子。
上述碳原子数1～3的烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基等。另外，上述碳原子数1～3的烷氧基为甲氧基、丙氧基等。
尤其是，优选上述R3～R7中的式(2)表示的取代基以外的基团均为氢原子。
关于本发明的式(1)表示的环氧乙烷化合物，可举出1,3-双(3-氧代-3-苯基环氧乙烷基)苯、1,3-双[3-氧代-3-(1-萘基)环氧乙烷基)苯、1,3-双[3-氧代-3-(2-吡咯基)环氧乙烷基]苯、1,3-双[3-氧代-3-(2-吡啶基)环氧乙烷基)苯、1,3-双[3-氧代-3-(2-呋喃基)环氧乙烷基)苯、1,3-双[3-氧代-3-(2-噻吩基)环氧乙烷基)苯等。
尤其是，如果是式(1)表示的环氧乙烷化合物中、R1及R2均为苯基、R3为式(2)表示的取代基、R4～R7均为氢原子的1,3-双(3-氧代-3-苯基环氧乙烷基)苯，则环氧乙烷化合物的制造容易，因而优选。
式(1b)示出1,3-双(3-氧代-3-苯基环氧乙烷基)苯的结构式。
本发明的式(1)表示的环氧乙烷化合物例如可通过对应的二醛与酮的羟醛缩合反应、和随后的双键的氧化反应而得到。或者，可通过对应的二醛与α-烷氧基酮或α-卤代酮的Darzens型的缩合反应而得到。
上述羟醛缩合反应可通过使对应的二醛与酮在有机溶剂中在碱性化合物存在下反应而进行。上述酮的使用量没有特别限制，相对于上述二醛，通常为200mol％以上。上述碱性化合物没有特别限制，可使用碱金属氢氧化物、碱金属醇盐等。上述碱性化合物的使用量没有特别限制，优选为催化量。上述羟醛缩合反应中的反应温度没有特别限制，通常为0℃～60℃。对于上述羟醛缩合反应中的反应溶剂而言，只要不妨碍反应即可，没有特别限制，可使用非质子性极性溶剂、醇等。
通过上述羟醛缩合反应而得到的生成物的双键的氧化反应可通过在有机溶剂或有机溶剂-水的混合溶剂中、使上述生成物与有机过氧化物或无机过氧化物作用而进行。上述有机过氧化物可使用二甲基二环氧乙烷(DMDO)、间氯过苯甲酸(mCPBA)、叔丁基过氧化氢(TBHP)等，上述无机过氧化物可使用过氧化氢、次氯酸钠等。对于用于上述氧化反应的氧化剂的使用量而言，相对于上述生成物，优选为200mol％以上。上述氧化反应中的反应温度没有特别限制，通常为0℃～100℃。上述氧化反应中的反应溶剂只要不妨碍反应即可，没有特别限制，可使用非质子性极性溶剂、醇、水或它们的混合溶剂等。
上述Darzens型的缩合反应可通过使对应的二醛与α-烷氧基酮或α-卤代酮等α-取代酮在有机溶剂中、在碱性化合物存在下反应而进行。上述α-取代酮的使用量没有特别限制，相对于上述二醛，通常为200mol％以上。上述碱性化合物没有特别限制，可使用碱金属氢氧化物、碱金属醇盐等。对于上述碱性化合物的使用量而言，相对于上述α-取代酮，通常为100mol％以上。上述Darzens型的缩合反应的反应温度没有特别限制，通常为0℃～60℃。上述Darzens型的缩合反应的反应溶剂只要不妨碍反应即可，没有特别限制，可使用非质子性极性溶剂、醇等。
[使用环氧乙烷化合物制造含氮杂环式化合物的方法]
本发明的其他方式之一是使用式(1)表示的环氧乙烷化合物制造含氮杂环式化合物的方法(以下，有时称为本发明的制造方法)。
通过本发明的制造方法而得到的含氮杂环式化合物是选自如下所示的式(3)、式(5)及式(7)中的至少一种的含氮杂环式化合物。
式(3)、式(5)及式(7)中的R1为可以具有取代基的芳基。
作为上述芳基，可举出苯基、萘基、吡咯基、吡啶基、呋喃基、噻吩基等。
式(3)中的R3～R6中的至少一者为式(4)或式(6)表示的取代基。
式(5)中的R3～R6中的至少一者为式(4)或式(6)表示的取代基。
式(7)中的R3～R6中的至少一者为式(8)表示的取代基。
式(3)中的R3～R7中的式(4)或式(6)表示的取代基以外的基团、式(5)中的R3～R7中的式(4)或式(6)表示的取代基以外的基团及式(7)中的R3～R7中的式(8)表示的取代基以外的基团各自独立地选自氢原子、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的烷氧基、羟基、氨基、芳基、酯基、酰胺基及卤素原子。
关于上述碳原子数1～3的烷基，可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基等。另外，关于上述碳原子数1～3的烷氧基，可举出甲氧基、丙氧基等。
上述氨基、芳基、酯基、酰胺基可以具有取代基。
式(3)及式(5)中的Z1为氧原子及NR10表示的取代基中的至少任一种。上述R10为选自氢原子、碳原子数1～3的烷基、芳基及酰基中的至少一种。
关于上述碳原子数1～3的烷基，可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基等。另外，关于上述碳原子数1～3的烷氧基，可举出甲氧基、丙氧基等。
式(4)、式(6)及式(8)中的R2为可以具有取代基的芳基。
作为上述芳基，可举出苯基、萘基、吡咯基、吡啶基、呋喃基、噻吩基等。
式(3)中的R1及式(4)中的R2可以相同也可以不同。
式(5)中的R1及式(6)中的R2可以相同也可以不同。
式(7)中的R1及式(8)中的R2可以相同也可以不同。
式(4)及式(6)中的Z2为氧原子及NR11表示的取代基中的至少任一种。上述R11为选自氢原子、碳原子数1～3的烷基、芳基及酰基中的至少一种。
关于上述碳原子数1～3的烷基，可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基等。另外，关于上述碳原子数1～3的烷氧基，可举出甲氧基、丙氧基等。
式(3)中的Z1及式(4)中的Z2可以相同也可以不同。
式(5)中的Z1及式(6)中的Z2可以相同也可以不同。
式(7)中的R8及式(8)中的R9为氢原子及碳原子数1～3的烷基中的至少任一种。
关于上述碳原子数1～3的烷基，可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基等。另外，关于上述碳原子数1～3的烷氧基，可举出甲氧基、丙氧基等。
式(7)中的R8及式(8)中的R9可以相同也可以不同。
由式(1)表示的环氧乙烷化合物制造式(3)表示的含氮杂环式化合物时，式(1)表示的环氧乙烷化合物所具有的R1与式(3)表示的含氮杂环式化合物所具有的R1相同，另外，式(2)表示的具有环氧乙烷基的取代基所具有的R2与式(4)表示的具有含氮杂环式化合物的取代基所具有的R2相同。
由式(1)表示的环氧乙烷化合物制造式(5)表示的含氮杂环式化合物时，式(1)表示的环氧乙烷化合物所具有的R1与式(5)表示的含氮杂环式化合物所具有的R1相同，另外，式(2)表示的具有环氧乙烷基的取代基所具有的R2与式(6)表示的具有含氮杂环式化合物的取代基所具有的R2相同。
由式(1)表示的环氧乙烷化合物制造式(7)表示的含氮杂环式化合物时，式(1)表示的环氧乙烷化合物所具有的R1与式(7)表示的含氮杂环式化合物所具有的R1相同，另外，式(2)表示的具有环氧乙烷基的取代基所具有的R2与式(8)表示的具有含氮杂环式化合物的取代基所具有的R2相同。
根据本发明的制造方法，通过使用式(1)表示的环氧乙烷化合物，可得到在结构式中具有2个含氮杂环式骨架的含氮杂环式化合物。
尤其是，在本发明的制造方法中，作为脱去基团，不含卤素原子，因此，不产生环境负担大的卤化氢、尤其是溴化氢，可抑制环境负担。
以下，以本发明的制造方法中式(3)表示的含氮杂环式化合物的制造方法为例进行说明。
通过本发明的制造方法而得到的含氮杂环式化合物可合适地用于各种医药、农药材料及它们的制造中间体、分析用试剂、染料、颜料、光学材料以及电子材料。
通过本发明的制造方法而得到的含氮杂环式化合物在其结构式中至少具有2个含氮杂环式骨架。
例如，式(3)表示的含氮杂环式化合物中，具有具备R1的含氮杂环式骨架和具备R2的含氮杂环式骨架的至少2个含氮杂环式骨架。
式(3)表示的含氮杂环式化合物具有具备R1的含氮杂环式骨架、和具备R2的含氮杂环式骨架这2个含氮杂环式骨架时，式(3)表示的含氮杂环式化合物的含氮杂环式骨架相互位于邻位或间位。
需要说明的是，在式(3)表示的含氮杂环式化合物具有2个含氮杂环式骨架的情况下，若式(3)表示的含氮杂环式骨架的R4或R5为上述式(4)或式(6)表示的含氮杂环式骨架，则上述含氮杂环式骨架基团相互位于邻位，另外，若R3或R6为上述式(4)或式(6)表示的含氮杂环式骨架，则上述含氮杂环式骨架相互位于间位。
式(3)表示的含氮杂环式化合物中，式(3)中的R3～R7中的式(4)或式(6)表示的取代基以外的基团各自独立地选自氢原子、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的烷氧基、羟基、氨基、芳基、酯基、酰胺基及卤素原子。特别优选分别为氢原子。
式(3)表示的含氮杂环式化合物中，例如，在式(3)中的R4为式(4)或式(6)表示的取代基的情况下，“式(3)中的R3～R7中的式(4)或式(6)表示的取代基以外的基团”是指式(3)中的R3、R5～R7。这种情况下，式(3)中的R3、R5～R7各自独立地选自氢原子、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的烷氧基、羟基、氨基、芳基、酯基、酰胺基及卤素原子。
对于通过本发明的制造方法而得到的式(3)表示的含氮杂环式化合物而言，式(3)中的R3及R6中的至少任一者为式(4)或式(6)表示的取代基时，可容易地与过渡金属等各种金属形成络合物，因而优选。
尤其是，式(3)表示的含氮杂环式化合物具有2个含氮杂环式骨架，且上述含氮杂环式骨架相互位于间位的结构，即R3为式(4)或式(6)表示的取代基时，通过本发明的制造方法而得到的含氮杂环式化合物的上述含氮杂环式骨架为特异的构型，具有可容易地与过渡金属等各种金属形成络合物这样的特征，因此，例如作为各种分析用试剂非常有用。
将作为通过本发明的制造方法而得到的式(3)表示的含氮杂环式化合物中R3为式(4)表示的吡唑基、R4～R7均为氢原子、Z1及Z2均为NH的含氮杂环式化合物的1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯以式(3a)表示。对于式(3a)的化合物而言，上述含氮杂环式骨架相互位于间位。
需要说明的是，1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯(3a)是式(3)表示的含氮杂环式化合物中、式(3)中的R1及式(4)中的R2均为苯基的化合物。
另外，将作为通过本发明的制造方法而得到的式(3)表示的含氮杂环式化合物中R3为式(6)表示的吡唑基、R4～R7均为氢原子、Z1及Z2均为NH的含氮杂环式化合物以式(3b)表示。式(3b)的化合物与式(3a)的化合物同样，上述含氮杂环式骨架相互位于间位。
式(3b)的化合物是式(3)表示的含氮杂环式化合物中式(3)中的R1及式(6)中的R2均为苯基的化合物。
需要说明的是，式(3a)的化合物与式(3b)的化合物实质上是相同的化合物。
关于通过本发明的制造方法而得到的含氮杂环式化合物，可例举吡唑化合物、异噁唑化合物、嘧啶化合物等。具体而言，可举出1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(5-苯基-3-吡唑基)苯、1,3-双(1-甲基-3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(1-乙基-3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(1-丙基-3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(1-异丙基-3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(1-甲基-5-苯基-3-吡唑基)苯、1,3-双(1-乙基-5-苯基-3-吡唑基)苯、1,3-双(1-丙基-5-苯基-3-吡唑基)苯、1,3-双(1-异丙基-5-苯基-3-吡唑基)苯、1,3-双(3-苯基-5-异噁唑基)苯、1,3-双(5-苯基-3-异噁唑基)苯、1,3-双(2-甲氧基-4-苯基-6-嘧啶基)苯、1,3-双(2-乙氧基-4-苯基-6-嘧啶基)苯、1,3-双(2-丙氧基-4-苯基-6-嘧啶基)苯、1,3-双(2-异丙氧基-4-苯基-6-嘧啶基)苯及1,3-双(2-羟基-4-苯基-6-嘧啶基)苯等。
由于1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(3-苯基-5-异噁唑基)苯、1,3-双(5-苯基-3-异噁唑基)苯容易与过渡金属等各种金属形成络合物的性能更优异，因而通过本发明的制造方法而得到的含氮杂环式化合物更优选为1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(3-苯基-5-异噁唑基)苯、1,3-双(5-苯基-3-异噁唑基)苯，特别优选为1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯。
本发明的制造方法是通过在有机溶剂中、根据需要在催化剂存在下、使式(1)表示的环氧乙烷化合物、与选自对应的肼衍生物、脲衍生物、羟基胺及甲脒中的任一种化合物反应而制造含氮杂环式化合物的方法。
关于上述肼衍生物，可举出肼、甲基肼、乙基肼、丙基肼、异丙基肼等烷基肼。
关于上述脲衍生物，可举出脲、O-甲基异脲、O-乙基异脲、O-丙基异脲、O-异丙基异脲等O-烷基异脲。
对于选自上述肼衍生物、脲衍生物、羟基胺及甲脒中的任一种化合物的使用量而言，相对于式(1)表示的环氧乙烷化合物100mol％，优选为200mol％～300mol％的范围。
本发明的制造方法中，使用催化剂时，可合适地使用有机酸或无机酸等酸。
关于上述有机酸，可举出羧酸、膦酸、磺酸、亚磺酸等。特别优选为三氟乙酸、乙酸、对甲苯磺酸。
关于上述无机酸，可举出盐酸、硫酸、磷酸、硼酸等。特别优选为盐酸、硫酸。
作为催化剂的酸也可以以选自上述肼衍生物、脲衍生物、羟基胺及甲脒中的任一种化合物的盐的形态用于本发明的制造方法。
本发明的制造方法中的溶剂可使用非质子性极性溶剂、质子性溶剂、水或它们的混合物。上述溶剂优选为质子性溶剂，另外，在质子性溶剂中，更优选甲醇、乙醇及异丙醇。
本发明的制造方法中的反应温度没有特别限制，可控制在-20℃～250℃的温度范围。本发明的制造方法中使用催化剂的情况下，优选0℃～80℃的温度范围，另外，不使用催化剂的情况下，优选为130℃～200℃的温度范围。
本发明的制造方法中，可在由对应的二醛和酮制备新型的环氧乙烷化合物(1)后，在不将所制备的环氧乙烷化合物(1)进行分离的情况下制造含氮杂环式化合物。
实施例
以下，利用实施例进一步详细地说明本发明，但本发明不受它们的任何限制。需要说明的是，对于实施例中记载的纯度而言，利用HPLC(高效液相色谱法)进行分析，利用下文所述的装置、条件进行测定。
＜分析装置＞
送液泵：LC-20AD[(株)岛津制作所制]
UV检测器：SPD-M20A[(株)岛津制作所制]
柱箱：CTO-20AC[(株)岛津制作所制]
＜分析条件＞
柱：Shimpak XR-ODS2
洗脱液：乙腈/水(用磷酸将pH调节为3)＝70/30(v/v)
流速：1.0mL/min
柱温：40℃
UV检测波长：254nm
＜试剂＞
28质量％甲醇钠甲醇溶液：东京化成工业株式会社制
间苯二甲醛：和光纯药工业株式会社制
苯甲酰甲基氯(phenacyl chloride)：东京化成工业株式会社制
苯乙酮：ナカライテスク株式会社制
80质量％水合肼：日本カーバイド工业株式会社制
＜实施例1：1,3-双(3-氧代-3-苯基环氧乙烷基)苯的制造＞
实施例1是利用Darzens型的缩合反应制造新型环氧乙烷化合物(1)的方法。
在具有搅拌器、温度计的200mL四颈瓶中，用68.4g甲醇将29.2g的28质量％甲醇钠甲醇溶液稀释，添加10.0g间苯二甲醛并使其溶解。将该溶液冷却，分批投入23.4g苯甲酰甲基氯。搅拌30分钟后，将产生的浆料进行分离，得到39.2g残渣。将该残渣移至具有搅拌器、温度计的300mL四颈瓶中，添加153.4g水进行搅拌清洗，然后将浆料进行分离，使残渣干燥，得到20.0g的结晶。由间苯二甲醛计算的粗收率为74％。
利用NMR(核磁共振)及MS分析(质谱)对该结晶进行分析，结果，确认了为1,3-双(3-氧代-3-苯基环氧乙烷基)苯。
将得到的1,3-双(3-氧代-3-苯基环氧乙烷基)苯的NMR的归属示于表1。
[表1]
得到的1,3-双(3-氧代-3-苯基环氧乙烷基)苯的MS分析结果如下所示。
MS(EI)m/z：77,105,147,265,370
＜实施例2：1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯的制造＞
实施例2是使用上述实施例1中合成的新型的环氧乙烷化合物(1)，制造含氮杂环式化合物(3)的方法。
在具有搅拌器、温度计的100mL四颈瓶中，量取2.0g实施例1中得到的1,3-双(3-氧代-3-苯基环氧乙烷基)苯、1.0g的80质量％水合肼、20.2g甲醇并使其悬浊。接下来，将内温升温至58～62℃，使其进行5小时反应熟化，然后添加35质量％盐酸，用通用试纸将反应液的pH调节为3～4。对该反应液进一步进行5小时熟化，然后冷却至30℃以下，添加24质量％氢氧化钠水溶液，进行中和，使pH为7～8。接下来，从反应液中分离不溶成分，浓缩至干，然后用28.8g氯仿使其悬浊，使用10.0g的水水洗2次。接下来，将15.1g叔丁基甲基醚滴加至有机层，将得到的浆料进行分离，由此，得到0.49g的粗结晶。向该粗结晶中添加5.7g氯仿进行溶解，添加10.0g水并进行搅拌，将结晶固液分离，于60℃进行真空干燥，结果得到了0.36g粉末性结晶。
利用NMR对该粉末性结晶进行分析，结果为1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯。收率为17％。另外，使用HPLC确认纯度，结果为96.1％。
得到的1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯的利用NMR进行分析的结果如下所示。
1H NMR(DMSO-d6，TMS，400MHz)δppm＝7.31(s，2H)，7.33-7.43(m，2H)，7.43-7.63(m，5H)，7.75-8.00(m，6H)，8.34-8.45(singlet-like，1H)，13.47(brs，2H).
＜制造例1：3-(3-氧代-3-苯基丙烯基)查尔酮的合成＞
制造例1是利用羟醛缩合反应制造用于制造新型环氧乙烷化合物(1)的前体的方法。
向具有温度计、搅拌器的容量3000ml的烧瓶中，投入917.0g甲醇、259.3g苯乙酮，于15℃以下滴加445.8g的28质量％甲醇钠甲醇溶液。经约30分钟，分批投入131.6g间苯二甲醛，于30℃以下反应一夜。接下来，使用布氏漏斗将该反应混合物固液分离，用893.0g甲醇清洗，由此，得到764.7g湿结晶。准备与上述烧瓶不同的其他3000ml的烧瓶，向所述准备的烧瓶中投入1600.3g水和764.7g得到的湿结晶，在搅拌下添加2.0g浓盐酸。接下来，用布氏漏斗将得到的结晶固液分离，依次用406.2g水、502.1g甲醇进行清洗，于60℃进行真空干燥，由此，得到319.9g的粉末性结晶。
使用NMR对得到的粉末性结晶进行分析，结果，为3-(3-氧代-3-苯基丙烯基)查尔酮。由间苯二甲醛计算的粗收率为96％。
上述的制造例1中得到的3-(3-氧代-3-苯基丙烯基)查尔酮的利用NMR进行分析的结果如下所示。
1H NMR(CDCl3，TMS，400MHz)δppm＝7.45-7.53(m，5H)，7.56-7.62(m，4H)，7.68(dd，J＝4.0,8.0Hz，2H)，7.80(s，1H)，7.84(s，1H)，7.87(br，1H)，8.03-8.05(m，4H).
＜实施例3：1,3-双(3-氧代-3-苯基环氧乙烷基)苯的制造＞
实施例3是与实施例1不同的方法，即通过将制造例1中合成的3-(3-氧代-3-苯基丙烯基)查尔酮的双键氧化、从而制造新型的环氧乙烷化合物(1)的方法。
向具有温度计、搅拌器的容量1000ml的烧瓶中，投入499.1g甲醇、4.2g的28质量％甲醇钠甲醇溶液、50.7g制造例1中得到的3-(3-氧代-3-苯基丙烯基)查尔酮，于19～30℃，经15分钟滴加51.6g的35质量％过氧化氢水溶液。接下来，3小时后，追加7.2g的35质量％过氧化氢水溶液，在环境温度下，反应一夜。将得到的浆料状的反应液冷却至4℃，然后用布氏漏斗进行固液分离，得到65.9g湿结晶。准备与上述不同的其他容量1000ml的烧瓶，向所述准备的烧瓶中，投入120.3g丙酮、28.6g得到的湿结晶，于53℃加热搅拌约1小时，然后冷却至环境温度。接下来，用布氏漏斗将析出的结晶固液分离，然后于40℃进行一夜真空干燥，得到4.30g结晶。
使用NMR对得到的结晶进行分析，结果为1,3-双(3-氧代-3-苯基环氧乙烷基)苯。收率为18％。
＜实施例4：1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯的制造＞
实施例4是使用实施例3中合成的新型环氧乙烷化合物(1)制造含氮杂环式化合物(3)的方法。
向具有温度计、搅拌器的容量50ml的烧瓶中，投入30.1g的2-丙醇、1.4g的80质量％水合肼、3.01g实施例3的1,3-双(3-氧代-3-苯基环氧乙烷基)苯，于60℃反应一夜。冷却后，用旋转蒸发器将反应液减压浓缩，馏出溶剂。向进行了干燥固化的反应混合物中添加30.1g的2-丙醇，悬浊后，升温至65℃，添加1.6g的19质量％硫酸甲醇溶液。于57～68℃反应3小时15分钟，添加0.62g的28质量％甲醇钠甲醇溶液，进行冷却。用旋转蒸发器将得到的反应混合物减压浓缩，馏出溶剂。干燥固化后，向该反应混合物中添加氯仿并进行分散，用水清洗3次。以合计量计使用170.8g水、101.7g氯仿。使用布氏漏斗将得到的析出物固液分离，进行真空干燥。将2.08g得到的干燥结晶溶解于12.4g氯仿，添加7.7g叔丁基甲基醚。使用布氏漏斗将析出的结晶固液分离，于60℃真空干燥一夜，由此，得到1.56g结晶。收率为53％，用HPLC确认的纯度为96.1％。
使用NMR对得到的结晶进行分析，结果为1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯。
＜制造例2：3-(3-氧代-3-苯基丙烯基)查尔酮的制造＞
制造例2是利用羟醛缩合反应制造用于制造新型环氧乙烷化合物(1)的前体的方法。
向具有温度计、搅拌器的容量500ml的烧瓶中，投入154.5g甲醇、43.2g苯乙酮，于10℃以下滴加74.3g的28质量％甲醇钠甲醇溶液。经约30分钟，分批投入21.9g间苯二甲醛，于30℃以下反应一夜。使用布氏漏斗将得到的反应混合物固液分离，用70.4g甲醇清洗析出固体，由此，得到74.6g湿结晶。向准备的与上述的烧瓶不同的其他容量500ml的烧瓶中，投入275.0g水和71.9g湿结晶，在搅拌下添加0.50g浓盐酸。用布氏漏斗将得到的结晶固液分离，依次用30.2g水、74.8g甲醇进行清洗。于60℃将得到的湿结晶真空干燥，得到53.6g的粉末性结晶。由间苯二甲醛计算的粗收率为97％。
使用NMR对得到的结晶进行分析，结果为3-(3-氧代-3-苯基丙烯基)查尔酮。
＜实施例5：1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯的制造＞
实施例5是不在中途将新型的环氧乙烷化合物(1)分离地、利用一锅法(one pot)由3-(3-氧代-3-苯基丙烯基)查尔酮制造含氮杂环式化合物(3)的方法。
向具有温度计、搅拌器的容量100ml的烧瓶中，投入60.1g甲苯、1.5g甲醇、0.28g的28质量％甲醇钠甲醇溶液、6.03g制造例2中得到的3-(3-氧代-3-苯基丙烯基)查尔酮，在搅拌下经约10分钟滴加4.7g叔丁基过氧化氢。追加0.31g的28质量％甲醇钠甲醇溶液，于30℃以下进行24小时搅拌，然后追加0.51g叔丁基过氧化氢，于45℃进行3小时反应。反应后，用HPLC分析反应混合物，确认了1,3-双(3-氧代-3-苯基环氧乙烷基)苯的生成。将反应混合物移至分液漏斗，用10.0g的12.7质量％硫代硫酸钠水溶液和36.6g盐水清洗。用旋转蒸发器将甲苯层浓缩至干，向干燥固体物中添加60.0g甲醇、3.0g的80质量％水合肼。在搅拌下，于50～60℃进行约16小时反应，在冷却后，用旋转蒸发器减压馏去挥发成分。向干燥固体物中添加60.6g的1,2-二甲氧基乙烷，在搅拌下，于55～60℃，滴加3.7g的19.3％硫酸(用甲醇将浓硫酸稀释而制备)。滴加结束后，于50～60℃反应7小时20分钟。冷却后，投入2.4g的28质量％甲醇钠甲醇溶液，用旋转蒸发器将反应混合物浓缩至干。用40.0g氯仿对干燥固体物进行提取，移至分液漏斗，用水清洗氯仿层3次(使用的水的合计量为95.8g)。用旋转蒸发器将氯仿的一部分减压馏去，得到24.3g。向另外的100ml烧瓶中投入36.7g叔丁基甲基醚，在环境温度下滴加24.3g经浓缩的氯仿提取液，用布氏漏斗滤取析出的固体。将4.8g滤取的湿结晶溶解于100ml烧瓶中的40℃的50.3g氯仿中，冷却后，添加20.3g叔丁基甲基醚，用布氏漏斗滤取析出的结晶。将2.4g滤取的湿结晶溶解于100ml烧瓶中的40℃的19.7g氯仿中，冷却后，添加10.0g叔丁基甲基醚，用布氏漏斗滤取析出的结晶。将2.22g滤取的湿结晶中的1.08g添加到100ml烧瓶中的9.6g氯仿、9.9g水中，进行搅拌清洗。用布氏漏斗滤取结晶，于60℃进行真空干燥，以粉末性结晶形式得到0.81g的1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯。由3-(3-氧代-3-苯基丙烯基)查尔酮计算的收率为26％，利用HPLC求出的纯度为95.1％。
＜实施例6：1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯的制造＞
实施例6是在由新型的环氧乙烷化合物(1)制造含氮杂环式化合物(3)时、不添加催化剂、并且在中途不将新型的环氧乙烷化合物(1)分离、利用一锅法由对应的二醛和酮制造含氮杂环式化合物(3)的方法。
向具有温度计、搅拌器的容量300ml的烧瓶中，投入95.9g甲醇、2.9g的28质量％甲醇钠甲醇溶液、16.2g苯乙酮。经约10分钟，分批投入9.0g间苯二甲醛，于30℃以下搅拌一夜。反应后，利用HPLC分析反应混合物，确认了3-(3-氧代-3-苯基丙烯基)查尔酮的生成。向得到的反应混合物中投入9.4g甲醇，然后于50℃以下经约30分钟滴加25.2g的35质量％过氧化氢水溶液，于30℃以下进行约14小时反应。追加1.2g的35质量％过氧化氢水溶液，于40～45℃进行约6小时反应。反应后，利用HPLC分析反应混合物，确认了1,3-双(3-氧代-3-苯基环氧乙烷基)苯的生成。向反应混合物中投入13.7g的80质量％水合肼，于55～65℃进行约6小时反应。取8.7g(反应液总量的5.4％)反应液至100ml烧瓶中，用旋转蒸发器浓缩至干。取1.48g干燥固体物中的0.10g至6ml小瓶中，投入1.02g二甲基亚砜。于150℃反应一夜，用HPLC分析反应液，结果，以35.7Area％确认了1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯的生成。
在实施例1～6的含氮杂环式化合物的合成·制造中，均未产生溴化氢等卤化氢。
如上所述，通过本发明，可合成新型环氧乙烷化合物。另外，通过使用得到的新型环氧乙烷化合物，从而可在含氮杂环式化合物的制造中，提高安全性，减小环境负担。
产业上的可利用性
通过使用本发明的环氧乙烷化合物，可制造含氮杂环式化合物。这样的含氮杂环式化合物可合适地用于各种医药、农药材料及它们的制造中间体、分析用试剂、染料、颜料、光学材料以及电子材料。

Claims (10)

1.式(1)表示的环氧乙烷化合物，
式(1)中的R1为可以具有取代基的芳基，
式(1)中的R3～R6中的至少一者为式(2)表示的取代基，
式(1)中的R3～R7中的式(2)表示的取代基以外的基团各自独立地选自氢原子、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的烷氧基、羟基、氨基、芳基、酯基、酰胺基及卤素原子，
式(2)中的R2为可以具有取代基的芳基。
2.根据权利要求1所述的环氧乙烷化合物，其中，式(1)中的R3及R6中的至少任一者为上述式(2)表示的取代基。
3.根据权利要求1或2所述的环氧乙烷化合物，其中，所述R1及R2均为苯基。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的环氧乙烷化合物，其中，所述R3～R7中的式(2)表示的取代基以外的基团均为氢原子。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的环氧乙烷化合物，其中，所述环氧乙烷化合物为1,3-双(3-氧代-3-苯基环氧乙烷基)苯。
6.一种制造含氮杂环式化合物的方法，所述含氮杂环式化合物由选自式(3)、式(5)及式(7)中的任一式表示，所述方法使用权利要求1～5中任一项所述的环氧乙烷化合物，
式(3)、式(5)及式(7)中的R1为可以具有取代基的芳基，
式(3)中的R3～R6中的至少一者为式(4)或式(6)表示的取代基，
式(5)中的R3～R6中的至少一者为式(4)或式(6)表示的取代基，
式(7)中的R3～R6中的至少一者为式(8)表示的取代基，
式(3)中的R3～R7中的式(4)或式(6)表示的取代基以外的基团、式(5)中的R3～R7中的式(4)或式(6)表示的取代基以外的基团及式(7)中的R3～R7中的式(8)表示的取代基以外的基团各自独立地选自氢原子、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的烷氧基、羟基、氨基、芳基、酯基、酰胺基及卤素原子，
式(3)及式(5)中的Z1为氧原子及NR10表示的取代基中的至少任一种，所述R10为选自氢原子、碳原子数1～3的烷基、芳基及酰基中的至少一种，
式(4)、式(6)及式(8)中的R2为可以具有取代基的芳基，
式(4)及式(6)中的Z2为氧原子及NR11表示的取代基中的至少任一种，所述R11为选自氢原子、碳原子数1～3的烷基、芳基及酰基中的至少一种，
式(7)中的R8及式(8)中的R9为氢原子及碳原子数1～3的烷基中的至少任一种。
7.根据权利要求6所述的制造含氮杂环式化合物的方法，其中，式(3)中的R3及R6中的至少任一者为式(4)表示的取代基。
8.根据权利要求6所述的制造含氮杂环式化合物的方法，其中，式(5)中的R3及R6中的至少任一者为式(6)表示的取代基。
9.根据权利要求6所述的制造含氮杂环式化合物的方法，其中，式(7)中的R3及R6中的至少任一者为式(8)表示的取代基。
10.根据权利要求6所述的制造含氮杂环式化合物的方法，其中，所述含氮杂环式化合物为选自1,3-双(3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(5-苯基-3-吡唑基)苯、1,3-双(1-甲基-3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(1-乙基-3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(1-丙基-3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(1-异丙基-3-苯基-5-吡唑基)苯、1,3-双(1-甲基-5-苯基-3-吡唑基)苯、1,3-双(1-乙基-5-苯基-3-吡唑基)苯、1,3-双(1-丙基-5-苯基-3-吡唑基)苯、1,3-双(1-异丙基-5-苯基-3-吡唑基)苯、1,3-双(3-苯基-5-异噁唑基)苯、1,3-双(5-苯基-3-异噁唑基)苯、1,3-双(2-甲氧基-4-苯基-6-嘧啶基)苯、1,3-双(2-乙氧基-4-苯基-6-嘧啶基)苯、1,3-双(2-丙氧基-4-苯基-6-嘧啶基)苯、1,3-双(2-异丙氧基-4-苯基-6-嘧啶基)苯及1,3-双(2-羟基-4-苯基-6-嘧啶基)苯中的任一种。
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