JP2002030071A - 3,5−ピラゾリジンジオン化合物の製造方法 - Google Patents

3,5−ピラゾリジンジオン化合物の製造方法

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JP2002030071A
JP2002030071A JP2000219549A JP2000219549A JP2002030071A JP 2002030071 A JP2002030071 A JP 2002030071A JP 2000219549 A JP2000219549 A JP 2000219549A JP 2000219549 A JP2000219549 A JP 2000219549A JP 2002030071 A JP2002030071 A JP 2002030071A
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JP
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compound
group
acid
pyrazolidinedione
producing
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JP2000219549A
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Hideki Maeda
英樹 前田
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便で高収率の3,5−ピラゾリジンジオン
化合物の製造方法を提供すること。 【解決手段】 一般式(I)の二置換ヒドラジン化合物
と一般式(II)のマロン酸ジエステル化合物を酸触媒の
存在下で反応させ、一般式(III)の3,5−ピラゾリジ
ンジオン化合物を製造する。 【化1】 (式中、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立に置換
基を表わす。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、医薬、農薬、染料
又は写真用添加剤として、あるいはこれらの合成中間体
として有用な3,5−ピラゾリジンジオン化合物の製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】3,5−ピラゾリジンジオン化合物の合
成方法に関しては、いくつかの方法が知られている。
【0003】例えば、J. Chem. Soc. Perkin Trans I,
877頁, 1987年刊に幾つか合成例が掲載されている。間
接的な環化反応としては、ヒドラゾベンゼン誘導体とエ
トキシカルボニルアセチルクロリドを反応させ、塩基で
処理して環化させる方法がある。また、直接環化させる
方法としては、ナトリウムメトキシドの存在下、マロン
酸ジエチルとヒドラゾベンゼンを反応させる方法があ
る。いずれも一般に収率が低く、実用に耐えない。さら
に、例えば、エチル=3−ベンジリデンカルボアザエー
トを出発化合物としてアルキル化反応、水素添加による
還元反応、続いてアシル基で保護して塩基性条件下で環
化、加水分解、脱炭酸反応を経て合成する方法がある。
しかしながら、この方法は工程数が多く、操作も煩雑で
あることが最大の難点である。全収率も低い。
【0004】以上のように、これまでの合成方法では製
造スケールで用いることのできる方法は殆ど無く、簡便
で汎用性のある高効率な3,5−ピラゾリジンジオン化
合物の合成方法が強く望まれていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、これまで
知られている方法に従って3,5−ピラゾリジンジオン
化合物を製造するには難点が多かった。したがって、本
発明の目的は、簡便で収率良く3,5−ピラゾリジンジ
オン化合物の製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべく
検討を行った結果、下記の手段により解決されることを
見出した。 (1) 一般式(I)で表わされる二置換ヒドラジン化
合物と一般式(II)で表わされるマロン酸ジエステル化
合物を酸触媒を用いて反応させることを特徴とする一般
式(III)で表される3,5−ピラゾリジンジオン化合
物の製造方法
【化2】 (式中、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立に置換
基を表わす。式(I)、式(II)において、R1とR2
3とR4はそれぞれ互いに結合して環状構造を形成して
もよい。)、(2) 二置換ヒドラジン化合物がジアル
キルヒドラジン化合物である(1)記載の3,5−ピラ
ゾリジンジオン化合物の製造方法、(3) マロン酸ジ
エステル化合物がマロン酸ジメチルまたはマロン酸ジエ
チルである(1)又は(2)に記載の3,5−ピラゾリ
ジンジオン化合物の製造方法、(4) 酸触媒がスルホ
ン酸化合物であることを特徴とする(1)ないし(3)
のいずれか1つに記載の3,5−ピラゾリジンジオン化
合物の製造方法、(5) スルホン酸化合物がメタンス
ルホン酸またはp−トルエンスルホン酸である(1)な
いし(4)のいずれか1つに記載の3,5−ピラゾリジ
ンジオン化合物の製造方法。
【0007】
【発明の実施の形態】一般式(I)〜(III)について詳
しく述べる。
【0008】R1、R2、R3およびR4は置換基を表わ
し、互いに同じでも異なっていてもよい。また、互いに
結合して環を形成してもよい。置換基としては一般的に
知られているどのような置換基でも良く、例えば、直
鎖、分岐または環状のアルキル基(好ましくは炭素数1
〜30、より好ましくは1〜20、特に好ましくは1か
ら15であり、例えば、メチル、エチル、iso−プロ
ピル、tert−ブチル、n−オクチル、n−ドデシ
ル、tert−アミル、1,3−テトラメチルブチル、
シクロヘキシルなどが挙げられる。)、アルケニル基
(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは2〜2
0、特に好ましくは2〜15であり、例えば、ビニル、
アリル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられ
る。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜30、よ
り好ましくは2〜20、特に好ましくは2〜15であ
り、例えば、プロパルギル基、3−ペンチニル基などが
挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜3
0、より好ましくは6〜20、特に好ましくは6〜12
であり、例えば、フェニル、p−メチルフェニル、ナフ
チルなどが挙げられる。)などが挙げられる。
【0009】これらの置換基は更に置換されていても良
いし、塩形成可能な基は塩を形成していても良い。ま
た、これらの置換基は互いに結合していても良く、好ま
しくはその場合、5員ないし7員環の非芳香族または芳
香族の炭素環を形成するのが良い。さらに、この環は他
の置換基で置換されていても良い。
【0010】アルキル基、アルケニル基、アルキニル
基、およびアリール基がさらに置換された場合、その置
換基としては例えばハロゲン原子 (フッ素原子、クロ
ル原子、臭素原子、または沃素原子)、アルキル基(ア
ラルキル基、シクロアルキル基、活性メチン基等を含
む)、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテ
ロ環基(N−置換の含窒素ヘテロ環基を含む)、4級化
された窒素原子を含むヘテロ環基(例えばピリジニオ
基)、アシル基、アルコキシカルボニル、アリールオキ
シカルボニル基、カルバモイル基、カルボキシ基または
その塩、イミノ基、N原子で置換したイミノ基、チオカ
ルボニル基、カルバゾイル基、シアノ基、チオカルバモ
イル基、アルコキシ基(エチレンオキシ基もしくはプロ
ピレンオキシ基単位を繰り返し含む基を含む)、アリー
ルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、(ア
ルコキシもしくはアリールオキシ)カルバモイルオキシ
基、スルホニルオキシ基、アシルアミノ基、スルホンア
ミド基、ウレイド基、チオウレイド基、イミド基、(ア
ルコキシもしくはアリールオキシ)カルボニルアミノ
基、スルファモイルアミノ基、セミカルバジド基、チオ
セミカルバジド基、ヒドラジノ基、4級のアンモニウム
基、(アルキルもしくはアリール)スルホニルウレイド
基、ニトロ基、(アルキル、アリール、またはヘテロ
環)チオ基、アシルチオ基、(アルキルまたはアリー
ル)スルホニル基、(アルキルまたはアリール)スルフ
ィニル基、スルホ基またはその塩、スルファモイル基、
ホスホリル基、リン酸アミドもしくはリン酸エステル構
造を含む基、シリル基等が挙げられる。これら置換基
は、これら置換基でさらに置換されていてもよい。
【0011】詳しくはヘテロ環基としては、N、Oまた
はSの原子を少なくとも1つ含む5ないし7員の飽和ま
たは不飽和のヘテロ環であり、これらは単環であっても
よいし、更に他の環と縮合環を形成していてもよい。例
えば、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ベン
ゾチアゾール基、ベンゾイミダゾール基、チアジアゾリ
ル基、キノリル基、イソキノリル基等が挙げられる。こ
れらは置換基を有していても良い。
【0012】次に具体例として一般式(I)で表される二
置換ヒドラジン化合物、一般式(II)で表わされるマロ
ン酸ジエステル化合物、一般式(III)で表される3,5
−ピラゾリジンジオン化合物の好ましい例を挙げるが、
本発明はこれらに限定されない。
【0013】
【化3】
【0014】
【化4】
【0015】
【化5】
【0016】本反応は酸触媒を用いると速やかに進行す
る。二置換ヒドラジン化合物がルイス酸との塩を形成し
ている場合には、特に別途、酸触媒を添加しなくても反
応が進行する場合がある。この場合は二置換ヒドラジン
と造塩している酸が酸触媒として作用すると考えられ
る。用いる酸触媒としてはルイス酸、ブレンステッド酸
であれば良く、例えば、金属塩(四塩化チタン、チタニ
ウムトリイソプロポキシド、塩化アルミニウム、塩化亜
鉛、塩化鉄、塩化ジルコニウム、塩化スズなど)、カル
ボン酸化合物(トリフルオロ酢酸、ジフルオロ酢酸、モ
ノフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、モノ
クロロ酢酸、酢酸、安息香酸など)、スルホン酸化合物
(p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフ
タレンスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン
酸など)が用いられる。好ましくは、スルホン酸化合物
であり、更に好ましくはp−トルエンスルホン酸、メタ
ンスルホン酸であり、特に好ましくはp−トルエンスル
ホン酸である。
【0017】次に一般式(III)で表される3,5−ピ
ラゾリジンジオン化合物を製造する方法について詳しく
述べる。
【0018】酸触媒の一般式(I)で表わされる二置換
ヒドラジン化合物に対するモル比は、0〜10モル当量
であり、好ましくは0.001〜5モル当量であり、さ
らに好ましくは0.005〜1.0モル当量である。特
に好ましくは0.01〜0.5モル当量である。
【0019】反応溶媒としては、一般に有機合成に用い
られる溶媒はすべて用いることができるが、好ましくは
炭化水素系溶媒(n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−
ペンタン等)、芳香族系(ベンゼン、ナフタレン、クロ
ロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼ
ン、キシレン、トルエン、フルオロベンゼン等)の溶媒
が用いられる。特に好ましくは、芳香族系溶媒(トルエ
ン、キシレン、ベンゼン)が用いられる。これらは混合
して用いても単独で用いてもよい。用いる溶媒の使用量
は一般式(I)の化合物に対して重量比で0.5〜10
0倍が適当であり、1〜50倍が好ましく、特に好まし
くは3〜20倍である。化合物(I)、(II)で表され
る化合物が反応温度において融解する場合、特に反応溶
媒を用いなくても反応が進行する場合もある。
【0020】反応温度は、0℃〜200℃、好ましくは
20℃〜160℃、特に好ましくは50℃〜130℃で
ある。反応時間は10分〜24時間、好ましくは30分
から12時間、さらに好ましくは60分〜6時間であ
る。
【0021】一般式(I)で表わされる二置換ヒドラジ
ン化合物、一般式(II)で表わされるマロン酸ジエステ
ル化合物、酸触媒の添加順序は任意であるが、例えば、
一般式(I)で表わされる二置換ヒドラジン化合物、一
般式(II)で表わされるマロン酸ジエステル化合物を上
述の反応溶媒中で混合した後、最後に酸触媒を添加する
方法をとることができる。
【0022】反応装置は、いわゆるDean−Star
kトラップと呼ばれる装置により、低沸点揮発成分を除
きながら行うと速やかに反応が進行する場合が多い。ま
た、不活性ガス中(窒素またはアルゴン)で反応を行う
ことにより反応物の分解による着色を低減させることが
できる。
【0023】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【0024】実施例1〜8 窒素雰囲気下、リフラックスコンデンサー、Dean−
Starkトラップを装備した反応容器を組み、ジドデ
カヘキシルヒドラジン・1塩酸塩(例示化合物I-2、1
00.0g)とマロン酸ジメチル(例示化合物 II-1、
58.70g)をキシレン(600mL)に懸濁させ加
え、0.47gのp−トルエンスルホン酸・1水和物を
加えて140℃にて5時間加熱した。反応の進行に伴い
流出する低沸点成分を約350mL除いた。反応の終了
をTLCにより確認し、冷却、濃縮後、シリカゲルカラ
ムクロマトグラフィーにより単離精製したところ、3,
5−ピラゾリジンジオン化合物(III-1)を100.3
g、収率93%で得た。構造はNMR、IRおよびマス
スペクトルにより同定した。次に条件を変えて3,5−
ピラゾリジンジオン化合物を合成した。結果を表1に示
す。括弧内の数値は化合物(I)に対するモル当量を表
している。
【0025】
【表1】 ※ナトリウムメトキシドを2当量用いた。
【0026】
【発明の効果】本発明によって、簡便で収率良く3,5
−ピラゾリジンジオン化合物を製造することができる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(I)で表わされる二置換ヒドラ
    ジン化合物と一般式(II)で表わされるマロン酸ジエス
    テル化合物を酸触媒を用いて反応させることを特徴とす
    る一般式(III)で表される3,5−ピラゾリジンジオ
    ン化合物の製造方法。 【化1】 (式中、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立に置換
    基を表わす。式(I)、式(II)において、R1とR2
    3とR4はそれぞれ互いに結合して環状構造を形成して
    もよい。)
  2. 【請求項2】 二置換ヒドラジン化合物がジアルキルヒ
    ドラジン化合物である請求項1記載の3,5−ピラゾリ
    ジンジオン化合物の製造方法。
  3. 【請求項3】 マロン酸ジエステル化合物がマロン酸ジ
    メチルまたはマロン酸ジエチルである請求項1又は2に
    記載の3,5−ピラゾリジンジオン化合物の製造方法。
  4. 【請求項4】 酸触媒がスルホン酸化合物である請求項
    1ないし3のいずれか1つに記載の3,5−ピラゾリジ
    ンジオン化合物の製造方法。
  5. 【請求項5】 スルホン酸化合物がメタンスルホン酸ま
    たはp−トルエンスルホン酸である請求項1ないし4の
    いずれか1つに記載の3,5−ピラゾリジンジオン化合
    物の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103420833A (zh) * 2013-08-12 2013-12-04 重庆紫光化工股份有限公司 一种对甲苯磺酸催化的丙二酸二甲酯合成方法
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