JP2004091403A - Method for producing quinazoline derivative - Google Patents

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JP2004091403A JP2002255714A JP2002255714A JP2004091403A JP 2004091403 A JP2004091403 A JP 2004091403A JP 2002255714 A JP2002255714 A JP 2002255714A JP 2002255714 A JP2002255714 A JP 2002255714A JP 2004091403 A JP2004091403 A JP 2004091403A
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quinazoline derivative
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carbon dioxide
aminobenzonitrile
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Masaaki Yoshida
葭田 真昭
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing quinazolines by which green chemistry can be achieved by using nontoxic nonflammable carbon dioxide instead of an organic solvent having toxicity and flammability and releasing the carbon dioxide by incineration after use. <P>SOLUTION: The method for producing the quinazoline derivative comprises using the carbon dioxide in a high-density gas state or a supercritical state as a solvent and a raw material, adding the carbon dioxide to 2-aminobenzonitriles in the presence of an organic base catalyst, or an inorganic base catalyst used with an onium salt. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はキナゾリン誘導体の製造方法に関し、グリーンケミストリーを実現でき、環境調和型の製造プロセスを提供するキナゾリン誘導体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
「化学」はこれまで便利なものを安価に大量につくりだし、人類に貢献してきたが、物を合成するときや廃棄するときのことをあまり配慮せずに、物づくりを行ってきた。その結果、環境に大きな負荷をかけることになり、公害対策として新たな投資をせざるを得なかった。
【0003】
21世紀の化学として「環境に優しい化学合成」、「汚染防止につながる新しい合成法」、「環境に優しい分子・反応の設計」といわれるグリーンケミストリーが注目されている。そこでは低環境負荷、高効率物質変換、安全なプロセス、二酸化炭素の利用というような新製造プロセスの創成が求められている。
【0004】
キナゾリン誘導体は、その強い生理活性から医薬品に応用例が多いが、農薬や電子材料などのファインケミカル製品の中間原料としても知られている。キナゾリン環の合成方法はアントラニル酸、アントラニルアミド、あるいはその誘導体を原料に用いて、キナゾリン誘導体を得る方法が一般的であるが、ホスゲン、イソシアネート、一酸化炭素、あるいはシアン酸塩など、毒性の高い試薬が必要とされる(Heteroatom Chem., 2, 473 (1991)、特開平9−291080、特開平10−251237、特開平11−152275、特開2002−145868など)。これらの製造方法に対して、Tetrahedron, 58, 3155 (2002) に、2−アミノベンゾニトリルあるいはその誘導体を原料に用いて、二酸化炭素を反応させてテトラヒドロキナゾリン−2,4−ジオン類を得る製造方法が開示された。この反応は、特に毒性の高い試薬を必要とせず、またそれまでの製造方法が塩などの副生成物が発生するのに対して、用いた原料に対して二酸化炭素が付加するだけで、副生成物が発生しない原子効率(目的物の分子量/原料・反応試薬の分子量の和)の良い製造方法である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の製造方法は、毒性、引火性のある有機溶媒を用いており、有機溶媒の使用は作業環境の悪化等を引き起こすばかりでなく、使用後は焼却処分されることから、二酸化炭素を排出することになり、環境に負荷をかける。従って有機溶媒を用いない、グリーンケミストリーを実現するキナゾリン誘導体の製造方法の開発が必要である。
【0006】
そこで、本発明の課題は、グリーンケミストリーを実現でき、環境調和型の製造プロセスであるキナゾリン誘導体の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究の結果、従来のような有機溶媒を用いた製造方法に対して、毒性、引火性のない二酸化炭素を加圧して有機溶媒の代りに、かつ原料として用いることにより、2−アミノベンゾニトリルあるいはその誘導体から、キナゾリン誘導体を製造する環境調和型の方法を見出し、以下の本発明を完成するに至った。
【0008】
(請求項1)塩基触媒下、2−アミノベンゾニトリル類に対して、高密度の気体状または超臨界状態の二酸化炭素を溶媒かつ原料として用いることを特徴とするキナゾリン誘導体の製造方法。
【0009】
(請求項2)2−アミノベンゾニトリル類が、下記一般式(I) で示されるアミノベンゾニトリル類であり、
【0010】
一般式(I)
【化3】

Figure 2004091403
【0011】
(式中、RおよびRは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルケニル基、アルコキシカルボニル基、アミノカルボニル基、カルボニルアミノ基、シアノ基、スルホ基、又はニトロ基を表し、これらは置換基を有していてもよい。RおよびRは同一でも異なっていてもよく、またRおよびRは連結して環を形成していてもよい。さらにRとRのいずれか一方は水素原子でもよい。)
且つ、キナゾリン誘導体が、下記一般式(II) で示されるキナゾリン誘導体であることを特徴とする請求項1に記載のキナゾリン誘導体の製造方法。
【0012】
一般式(II)
【化4】
Figure 2004091403
【0013】
(式中、RおよびRは上記と同じである。)
【0014】
(請求項3)塩基触媒が、第3級アミンあるいは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸塩またはリン酸塩であることを特徴とする請求項1又は2に記載のキナゾリン誘導体の製造方法。
【0015】
(請求項4)塩基触媒にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸塩またはリン酸塩を用いる場合、オニウム塩を併用することを特徴とする請求項1、2又は3に記載のキナゾリン誘導体の製造方法。
【0016】
(請求項5)オニウム塩が、RまたはR(但し、R、R、RおよびRは各々置換または無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基、アラルキル基、アラルケニル基、アルケナリール基、またはアルカリール基を表す。R、R、RおよびRは同一でも異なっていてもよく、またそのうちの1個ないし3個が水素原子でもよい。Xはハロゲン原子、水酸基、硫酸水素基、リン酸水素基、亜リン酸水素基または次亜リン酸基を表す。)で表される化合物であることを特徴とする請求項4に記載のキナゾリン誘導体の製造方法。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【0018】
本発明において、原料として使用される2−アミノベンゾニトリル類は、前記の一般式(I)で示される。その一般式(I)において、RおよびRは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルケニル基、アルコキシカルボニル基、アミノカルボニル基、カルボニルアミノ基、シアノ基、スルホ基、又はニトロ基を表し、それらは置換基を有していてもよい。RおよびRは同一でも異なっていてもよく、またRおよびRは連結して環を形成していてもよい。さらにRとRのいずれか一方は水素原子でもよい。
【0019】
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
【0020】
アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、iso−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基等が挙げられる。
【0021】
シクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基等が挙げられる。
【0022】
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基等が挙げられる。
【0023】
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、トリル基等が挙げられる。
【0024】
アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、2−ブテニル基等が挙げられる。
【0025】
アルコキシカルボニル基としては、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、イソプロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基等が挙げられる。
【0026】
アミノカルボニル基としては、カルバモイル基、N−メチルカルバモイル基、N−エチルカルバモイル基、N,N−ジメチルカルバモイル基、N,N−ジエチルカルバモイル基等が挙げられる。
【0027】
カルボニルアミノ基としては、アセトアミド基、ベンズアミド基、スクシンイミド基等が挙げられる。
【0028】
とRで表される上記の各基は、置換されていてもよく、かかる置換基としては、アミノ基、水酸基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基、エーテル基、ハロゲン原子等が挙げられる。
【0029】
またRとRで5員環又は6員環を形成していてもよく、RとRで形成される5員環としては、ピロリジン、ピロール、イミダゾール等があげられ、6員環としては、ピペリジン、モルホリン、ピリジン等が挙げられる。
【0030】
本発明において、反応速度を向上させるために、有機塩基触媒及び又は無機塩基触媒が用いられる。
【0031】
有機塩基触媒としては、DBU(1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデック−7−エン)、DBN(1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノン−5−エン)、DABCO(1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)、トリエチルアミン、ジイソプロピルメチルアミン、TMEDA(テトラメチルエチレンジアミン)等が挙げられる。
【0032】
無機塩基触媒としては、炭酸カリウム、炭酸セシウム、リン酸カリウム等が挙げられる。無機塩基触媒を用いるときには、触媒量のオニウム塩を添加すると反応速度が上がる。オニウム塩が、RまたはR(但し、R、R、RおよびRは各々置換または無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基、アラルキル基、アラルケニル基、アルケナリール基、またはアルカリール基を表す。R、R、RおよびRは同一でも異なっていてもよく、またそのうちの1個ないし3個が水素原子でも良い。Xはハロゲン原子、水酸基、硫酸水素基、リン酸水素基、亜リン酸水素基または次亜リン酸基を表す。)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
【0033】
オニウム塩の具体例としては、テトラブチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウム硫酸水素塩、テトラオクチルアンモニウムブロマイド、テトラフェニルホスホニウムブロマイド等が挙げられる。
【0034】
オニウム塩の使用量は触媒量である。ここに触媒量とは、主原料である2−アミノベンゾニトリル類のモル数以下の量で、かつ目的の生成物のモル数以下の量であることを意味する。
【0035】
本発明では、1〜20 MPaの二酸化炭素を、原料及び溶媒の両方の目的で使用するところに大きな特徴がある。即ち、高密度の気体状または超臨界状態の二酸化炭素を溶媒かつ原料として使用することにより、有機溶媒を使用する必要がなくなり、環境負荷の低減になる。
【0036】
高密度の気体状または超臨界状態の二酸化炭素をキナゾリン誘導体の製造に用いると、DMF等の有機溶媒中で有効な塩基触媒は、高価な強塩基であるDBUとDBNに限られるのに対して、工業的に汎用されるトリエチルアミンや炭酸カリウムでも有効である。
【0037】
上記のように、高密度の気体状または超臨界状態の二酸化炭素を有機溶媒の代りに用いると、効率の良い反応になるが、高密度の気体状または超臨界状態の二酸化炭素をキナゾリン誘導体の製造に用いるとき、強極性試薬を原料の0.2〜3.0当量添加し、原料と会合(クラスタリング)させると、反応効率がさらに向上する。
【0038】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明するが、かかる実施例によって本発明が限定されるものではない。
【0039】
実施例1
<有機塩基触媒の検討>
50 mlのステンレス製オートクレーブ(耐圧容器)に2−アミノベンゾニトリル(0.118 g, 1.00 mmol)と有機塩基(2.0 mmol)を加え、二酸化炭素でオートクレーブ内を2回置換した後、常温で液化二酸化炭素を14.1 g導入し、80 ℃に加熱すると8 MPaとなり、1時間撹拌反応した。反応後、反応容器を氷冷し常圧に戻し、クロロホルムを用いてオートクレーブから取りだし、ろ過することでテトラヒドロキナゾリン−2,4−ジオンが得られた。生成物はIR、NMRにより、構造及び純度を確認した。この結果を表1に示す。
【0040】
【表1】
Figure 2004091403
【0041】
表1より超臨界二酸化炭素中の反応では、塩基触媒がDBUやDBNのような強塩基に限定されず、トリエチルアミンのような工業的に汎用される塩基でも、触媒として使用可能であることがわかった。
【0042】
実施例2
<DBUの量検討>
50 mlのステンレス製オートクレーブ(耐圧容器)に2−アミノベンゾニトリル(0.118 g, 1.00 mmol)とDBUを加え、二酸化炭素でオートクレーブ内を2回置換した後、常温で液化二酸化炭素を18.0 g導入し、60 ℃に加熱すると8 MPaとなり、1時間撹拌反応した。反応後、反応容器を氷冷し常圧に戻し、クロロホルムを用いてオートクレーブから取りだし、ろ過することでテトラヒドロキナゾリン−2,4−ジオンが得られた。生成物はIR、NMRにより、構造及び純度を確認した。この結果を図1に示す。
【0043】
図1より、塩基は触媒量でも有効であることがわかった。
【0044】
実施例3
<二酸化炭素圧力の検討>
50 mlのステンレス製オートクレーブ(耐圧容器)に2−アミノベンゾニトリル(0.118 g, 1.00 mmol)とDBU(0.05 g, 0.3 mmol)を加え、二酸化炭素でオートクレーブ内を2回置換した後、常温で液化二酸化炭素を導入し、60 ℃に加熱、1時間撹拌反応した。反応後、反応容器を氷冷し常圧に戻し、クロロホルムを用いてオートクレーブから取りだし、ろ過することでテトラヒドロキナゾリン−2,4−ジオンが得られた。生成物はIR、NMRにより、構造及び純度を確認した。この結果を図2に示す。
【0045】
図2より、二酸化炭素は8 MPaの反応圧力で示される密度の時、効率良く反応し、圧力が高すぎても低すぎても反応効率は低下することがわかった。
【0046】
実施例4
【0047】
【化5】
Figure 2004091403
【0048】
50 mlのステンレス製オートクレーブ(耐圧容器)に2−アミノベンゾニトリルあるいはその誘導体(1.00 mmol)とDBUあるいはトリエチルアミンを加え、二酸化炭素でオートクレーブ内を2回置換した後、常温で液化二酸化炭素を導入し、所定の反応温度に加熱すると8 MPaとなり、撹拌反応した。反応後、反応容器を氷冷し常圧に戻し、クロロホルムを用いてオートクレーブから取りだし、ろ過することでテトラヒドロキナゾリン−2,4−ジオンあるいはその誘導体が得られた。生成物はIR、NMRにより、構造及び純度を確認した。この結果を表2に示す。
【0049】
【表2】
Figure 2004091403
【0050】
表2より、置換基がかわっても触媒量、反応温度、反応時間を適当に選べば、高収率でテトラヒドロキナゾリン−2,4−ジオン類が得られることが明らかになった。
【0051】
実施例6
<無機塩基触媒の効果>
50 mlのステンレス製オートクレーブ(耐圧容器)に2−アミノベンゾニトリル (0.118 g, 1.00 mmol)と無機塩基とテトラブチルアンモニウムブロマイド(0.032 g, 0.1 mmol)を加え、二酸化炭素でオートクレーブ内を2回置換した後、常温で液化二酸化炭素を13.5 g導入し、100℃に加熱すると8 MPaとなり、1時間撹拌反応した。反応後、反応容器を氷冷し常圧に戻し、クロロホルムと水を用いてオートクレーブから取りだし、ろ過することでテトラヒドロキナゾリン−2,4−ジオンが得られた。生成物はIR、NMRにより、構造及び純度を確認した。この結果を表3に示す。
【0052】
【表3】
Figure 2004091403
【0053】
表3より、無機塩基は炭酸塩でもリン酸塩でも有効であることが明らかになった。
【0054】
実施例6
<オニウム塩の効果>
50 mlのステンレス製オートクレーブ(耐圧容器)に2−アミノベンゾニトリル (0.118 g, 1.00 mmol)と炭酸カリウム(0.138 g, 1.0 mmol)とオニウム塩(0.1 mmol)を加え、二酸化炭素でオートクレーブ内を2回置換した後、常温で液化二酸化炭素を13.5 g導入し、100℃に加熱すると8 MPaとなり、1時間撹拌反応した。反応後、反応容器を氷冷し常圧に戻し、クロロホルムと水を用いてオートクレーブから取りだし、ろ過することでテトラヒドロキナゾリン−2,4−ジオンが得られた。生成物はIR、NMRにより、構造及び純度を確認した。この結果を表4に示す。
【0055】
【表4】
Figure 2004091403
【0056】
表4の結果より、アンモニウム塩ばかりでなくホスホニウム塩も有効であることがわかった。さらに、オニウム塩を添加しないとこの反応条件では、反応は全く進行しなかった。
【0057】
実施例7
50 mlのステンレス製オートクレーブ(耐圧容器)に2−アミノベンゾニトリルあるいはその誘導体(1.00 mmol)と炭酸カリウム(0.138 g, 1.0 mmol)とテトラブチルアンモニウムブロマイドを加え、二酸化炭素でオートクレーブ内を2回置換した後、常温で液化二酸化炭素を導入し、所定の温度に加熱すると8 MPaとなり、撹拌反応した。反応後、反応容器を氷冷し常圧に戻し、クロロホルムと水を用いてオートクレーブから取りだし、ろ過することでテトラヒドロキナゾリン−2,4−ジオンが得られた。生成物はIR、NMRにより、構造及び純度を確認した。この結果を表5に示す。
【0058】
【化6】
Figure 2004091403
【0059】
【表5】
Figure 2004091403
【0060】
表5より、置換基がかわっても触媒量、反応温度、反応時間を適当に選べば、高収率でテトラヒドロキナゾリン−2,4−ジオン類が得られることが明らかになった。さらに、DMFのような強極性試薬を原料の2.0当量添加し、原料と会合(クラスタリング)させると、反応効率がさらに向上することがわかった。
【0061】
【発明の効果】
本発明によれば、特に毒性の高い試薬を必要とせず、またこれまでの製造方法が塩などの副生成物が発生するのに対して、用いた原料に対して二酸化炭素が付加するだけで、副生成物が発生しない原子効率の良い製造方法であるとともに、環境に負荷をかける有機溶媒を用いずに、高密度の気体状または超臨界状態の二酸化炭素を溶媒かつ原料として用いた、グリーンケミストリーを実現するキナゾリン類の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】テトラヒドロキナゾリン−2,4−ジオン合成反応におけるDBU量の効果を示すグラフ
【図2】テトラヒドロキナゾリン−2,4−ジオン合成反応における二酸化炭素圧力の効果を示すグラフ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a quinazoline derivative, and more particularly to a method for producing a quinazoline derivative that can realize green chemistry and provides an environmentally friendly production process.
[0002]
[Prior art]
In the past, “chemistry” has been making large quantities of convenient products at low cost and contributing to humankind, but has been making things without giving much consideration to the synthesis and disposal of products. As a result, it put a great burden on the environment, and had to make new investments as a countermeasure against pollution.
[0003]
Green chemistry called "environmentally friendly chemical synthesis", "new synthesis method to prevent pollution", and "environmentally friendly design of molecules and reactions" has attracted attention as chemistry in the 21st century. There is a need for the creation of new manufacturing processes, such as low environmental impact, high-efficiency material conversion, safe processes, and the use of carbon dioxide.
[0004]
Quinazoline derivatives are often applied to pharmaceuticals due to their strong physiological activity, but are also known as intermediate materials for fine chemical products such as agricultural chemicals and electronic materials. The method of synthesizing a quinazoline ring is generally a method of obtaining a quinazoline derivative using anthranilic acid, anthranilamide, or a derivative thereof as a raw material, but it is highly toxic, such as phosgene, isocyanate, carbon monoxide, or cyanate. A reagent is required (Heteroatom Chem., 2, 473 (1991), JP-A-9-291080, JP-A-10-251237, JP-A-11-152275, JP-A-2002-145868 and the like). In contrast to these production methods, Tetrahedron, 58, 3155 (2002) uses 2-aminobenzonitrile or a derivative thereof as a raw material and reacts carbon dioxide to obtain tetrahydroquinazoline-2,4-diones. A method has been disclosed. This reaction does not require highly toxic reagents, and the conventional production method produces by-products such as salts. This is a production method with high atomic efficiency (the sum of the molecular weight of the target substance / the molecular weight of the raw material and the reaction reagent) in which no product is generated.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned production method uses a toxic and flammable organic solvent, and the use of the organic solvent not only causes deterioration of the working environment, but also causes incineration after use. Emissions put a burden on the environment. Therefore, it is necessary to develop a method for producing a quinazoline derivative which does not use an organic solvent and realizes green chemistry.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a quinazoline derivative which can realize green chemistry and is an environment-friendly production process.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, compared to a conventional production method using an organic solvent, toxic, non-flammable carbon dioxide was pressurized instead of the organic solvent, and By using it as a raw material, an environmentally friendly method for producing a quinazoline derivative from 2-aminobenzonitrile or a derivative thereof has been found, and the present invention described below has been completed.
[0008]
(Claim 1) A method for producing a quinazoline derivative, comprising using, as a solvent and a raw material, high-density gaseous or supercritical carbon dioxide with respect to 2-aminobenzonitrile under a base catalyst.
[0009]
(Claim 2) The 2-aminobenzonitrile is an aminobenzonitrile represented by the following general formula (I):
[0010]
General formula (I)
Embedded image
Figure 2004091403
[0011]
(Wherein R 1 and R 2 represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an alkenyl group, an alkoxycarbonyl group, an aminocarbonyl group, a carbonylamino group, a cyano group, a sulfo group Or a nitro group, which may have a substituent, R 1 and R 2 may be the same or different, and R 1 and R 2 may be linked to form a ring. (Either R 1 or R 2 may be a hydrogen atom.)
The method for producing a quinazoline derivative according to claim 1, wherein the quinazoline derivative is a quinazoline derivative represented by the following general formula (II).
[0012]
General formula (II)
Embedded image
Figure 2004091403
[0013]
(In the formula, R 1 and R 2 are the same as described above.)
[0014]
(3) The method for producing a quinazoline derivative according to (1) or (2), wherein the base catalyst is a tertiary amine or an alkali metal or alkaline earth metal carbonate or phosphate.
[0015]
(4) The production of a quinazoline derivative according to any one of (1) to (3), wherein an onium salt is used in combination when an alkali metal or alkaline earth metal carbonate or phosphate is used as the base catalyst. Method.
[0016]
(Claim 5) When the onium salt is R 3 R 4 R 5 R 6 N + X or R 3 R 4 R 5 R 6 P + X (where R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each R 3 , R 4 , R 5 and R 6 represent a substituted or unsubstituted alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, cycloalkenyl group, aryl group, aralkyl group, aralkenyl group, alkenaryl group, or alkaryl group. X may be the same or different, and one to three of them may be a hydrogen atom, and X represents a halogen atom, a hydroxyl group, a hydrogen sulfate group, a hydrogen phosphate group, a hydrogen phosphite group or a hypophosphite group. The method for producing a quinazoline derivative according to claim 4, wherein the compound is represented by the following formula:
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0018]
In the present invention, 2-aminobenzonitrile used as a raw material is represented by the general formula (I). In the general formula (I), R 1 and R 2 represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an alkenyl group, an alkoxycarbonyl group, an aminocarbonyl group, a carbonylamino group, a cyano group. Represents a group, a sulfo group, or a nitro group, which may have a substituent. R 1 and R 2 may be the same or different, and R 1 and R 2 may be linked to form a ring. Further, one of R 1 and R 2 may be a hydrogen atom.
[0019]
Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine, and iodine.
[0020]
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, an n-butyl group, an iso-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, and an iso-pentyl group. , N-hexyl group, n-octyl group and the like.
[0021]
Examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, and the like.
[0022]
Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, a hexyloxy group, and an octyloxy group.
[0023]
Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, and a tolyl group.
[0024]
Examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, an isopropenyl group, and a 2-butenyl group.
[0025]
Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a propoxycarbonyl group, an isopropoxycarbonyl group, a butoxycarbonyl group, a hexyloxycarbonyl group, an octyloxycarbonyl group, and the like.
[0026]
Examples of the aminocarbonyl group include a carbamoyl group, an N-methylcarbamoyl group, an N-ethylcarbamoyl group, an N, N-dimethylcarbamoyl group, and an N, N-diethylcarbamoyl group.
[0027]
Examples of the carbonylamino group include an acetamido group, a benzamide group, and a succinimide group.
[0028]
Each of the above groups represented by R 1 and R 2 may be substituted, and examples of such a substituent include an amino group, a hydroxyl group, a nitro group, a carboxy group, an alkoxycarbonyl group, an acyl group, an ether group, and a halogen atom. Atoms and the like.
[0029]
R 1 and R 2 may form a 5-membered or 6-membered ring. Examples of the 5-membered ring formed by R 1 and R 2 include pyrrolidine, pyrrole, imidazole and the like. Examples thereof include piperidine, morpholine, pyridine and the like.
[0030]
In the present invention, an organic base catalyst and / or an inorganic base catalyst are used to improve the reaction rate.
[0031]
Examples of the organic base catalyst include DBU (1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene), DBN (1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene), DABCO ( 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane), triethylamine, diisopropylmethylamine, TMEDA (tetramethylethylenediamine) and the like.
[0032]
Examples of the inorganic base catalyst include potassium carbonate, cesium carbonate, potassium phosphate and the like. When using an inorganic base catalyst, adding a catalytic amount of an onium salt increases the reaction rate. When the onium salt is R 3 R 4 R 5 R 6 N + X or R 3 R 4 R 5 R 6 P + X (where R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each substituted or unsubstituted) Represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, an aralkenyl group, an alkenaryl group, or an alkaryl group, wherein R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are the same or different. And one to three of them may be a hydrogen atom. X represents a halogen atom, a hydroxyl group, a hydrogen sulfate group, a hydrogen phosphate group, a hydrogen phosphite group or a hypophosphite group.) It is preferable that the compound is at least one selected from the compounds described above.
[0033]
Specific examples of the onium salt include tetrabutylammonium bromide, tetrabutylammonium hydrogensulfate, tetraoctylammonium bromide, tetraphenylphosphonium bromide and the like.
[0034]
The amount of onium salt used is a catalytic amount. Here, the term "catalyst amount" means that the amount is not more than the number of moles of the main raw material 2-aminobenzonitrile and not more than the number of moles of the target product.
[0035]
In the present invention, there is a great feature in that carbon dioxide of 1 to 20 MPa is used for both purposes of a raw material and a solvent. That is, by using high-density gaseous or supercritical carbon dioxide as a solvent and a raw material, it is not necessary to use an organic solvent, and the environmental load is reduced.
[0036]
When high-density gaseous or supercritical carbon dioxide is used for producing quinazoline derivatives, effective base catalysts in organic solvents such as DMF are limited to expensive strong bases DBU and DBN. Also, triethylamine and potassium carbonate which are widely used in industry are effective.
[0037]
As described above, when high-density gaseous or supercritical carbon dioxide is used in place of an organic solvent, an efficient reaction occurs, but high-density gaseous or supercritical carbon dioxide is converted into a quinazoline derivative. When used in the production, if the strongly polar reagent is added in an amount of 0.2 to 3.0 equivalents of the raw material and is associated with the raw material (clustering), the reaction efficiency is further improved.
[0038]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the examples.
[0039]
Example 1
<Examination of organic base catalyst>
2-aminobenzonitrile (0.118 g, 1.00 mmol) and an organic base (2.0 mmol) were added to a 50 ml stainless steel autoclave (pressure-resistant vessel), and the inside of the autoclave was replaced twice with carbon dioxide. After introducing 14.1 g of liquefied carbon dioxide at room temperature and heating to 80 ° C., the pressure became 8 MPa, and the mixture was stirred and reacted for 1 hour. After the reaction, the reaction vessel was cooled on ice and returned to normal pressure, taken out of the autoclave using chloroform, and filtered to obtain tetrahydroquinazoline-2,4-dione. The structure and purity of the product were confirmed by IR and NMR. Table 1 shows the results.
[0040]
[Table 1]
Figure 2004091403
[0041]
From Table 1, it can be seen that in the reaction in supercritical carbon dioxide, the base catalyst is not limited to a strong base such as DBU or DBN, and a base widely used in industry such as triethylamine can be used as a catalyst. Was.
[0042]
Example 2
<Examination of DBU quantity>
2-Aminobenzonitrile (0.118 g, 1.00 mmol) and DBU were added to a 50 ml stainless steel autoclave (pressure vessel), and the inside of the autoclave was replaced twice with carbon dioxide. When 18.0 g was introduced and heated to 60 ° C., the pressure became 8 MPa, and the mixture was stirred and reacted for 1 hour. After the reaction, the reaction vessel was cooled on ice and returned to normal pressure, taken out of the autoclave using chloroform, and filtered to obtain tetrahydroquinazoline-2,4-dione. The structure and purity of the product were confirmed by IR and NMR. The result is shown in FIG.
[0043]
From FIG. 1, it was found that the base was effective even with a catalytic amount.
[0044]
Example 3
<Examination of carbon dioxide pressure>
2-Aminobenzonitrile (0.118 g, 1.00 mmol) and DBU (0.05 g, 0.3 mmol) were added to a 50 ml stainless steel autoclave (pressure vessel), and the inside of the autoclave was added with carbon dioxide. After substitution twice, liquefied carbon dioxide was introduced at room temperature, and the mixture was heated to 60 ° C. and reacted with stirring for 1 hour. After the reaction, the reaction vessel was cooled on ice and returned to normal pressure, taken out of the autoclave using chloroform, and filtered to obtain tetrahydroquinazoline-2,4-dione. The structure and purity of the product were confirmed by IR and NMR. The result is shown in FIG.
[0045]
From FIG. 2, it was found that the carbon dioxide reacted efficiently at the density indicated by the reaction pressure of 8 MPa, and the reaction efficiency decreased when the pressure was too high or too low.
[0046]
Example 4
[0047]
Embedded image
Figure 2004091403
[0048]
2-aminobenzonitrile or its derivative (1.00 mmol) and DBU or triethylamine were added to a 50 ml stainless steel autoclave (pressure vessel), and the inside of the autoclave was replaced twice with carbon dioxide. When introduced and heated to a predetermined reaction temperature, the pressure became 8 MPa, and a stirring reaction was performed. After the reaction, the reaction vessel was cooled on ice and returned to normal pressure, taken out of the autoclave using chloroform, and filtered to obtain tetrahydroquinazoline-2,4-dione or a derivative thereof. The structure and purity of the product were confirmed by IR and NMR. Table 2 shows the results.
[0049]
[Table 2]
Figure 2004091403
[0050]
From Table 2, it is clear that tetrahydroquinazoline-2,4-diones can be obtained in high yield by appropriately selecting the amount of catalyst, the reaction temperature, and the reaction time even when the substituent is changed.
[0051]
Example 6
<Effect of inorganic base catalyst>
2-Aminobenzonitrile (0.118 g, 1.00 mmol), an inorganic base and tetrabutylammonium bromide (0.032 g, 0.1 mmol) were added to a 50 ml stainless steel autoclave (pressure-resistant vessel), and After replacing the inside of the autoclave twice with carbon, 13.5 g of liquefied carbon dioxide was introduced at room temperature, and when heated to 100 ° C., the pressure became 8 MPa, and the mixture was stirred and reacted for 1 hour. After the reaction, the reaction vessel was cooled on ice and returned to normal pressure, taken out of the autoclave using chloroform and water, and filtered to obtain tetrahydroquinazoline-2,4-dione. The structure and purity of the product were confirmed by IR and NMR. Table 3 shows the results.
[0052]
[Table 3]
Figure 2004091403
[0053]
Table 3 shows that the inorganic base is effective for both carbonates and phosphates.
[0054]
Example 6
<Effect of onium salt>
In a 50 ml stainless steel autoclave (pressure vessel), 2-aminobenzonitrile (0.118 g, 1.00 mmol), potassium carbonate (0.138 g, 1.0 mmol) and onium salt (0.1 mmol) Was added, and the inside of the autoclave was replaced twice with carbon dioxide. Then, 13.5 g of liquefied carbon dioxide was introduced at room temperature, and when heated to 100 ° C., the pressure became 8 MPa, and the mixture was stirred and reacted for 1 hour. After the reaction, the reaction vessel was cooled on ice and returned to normal pressure, taken out of the autoclave using chloroform and water, and filtered to obtain tetrahydroquinazoline-2,4-dione. The structure and purity of the product were confirmed by IR and NMR. Table 4 shows the results.
[0055]
[Table 4]
Figure 2004091403
[0056]
From the results in Table 4, it was found that not only ammonium salts but also phosphonium salts were effective. Furthermore, the reaction did not proceed at all under these reaction conditions unless the onium salt was added.
[0057]
Example 7
2-Aminobenzonitrile or its derivative (1.00 mmol), potassium carbonate (0.138 g, 1.0 mmol) and tetrabutylammonium bromide were added to a 50 ml stainless steel autoclave (pressure-resistant vessel), and carbon dioxide was added. After the inside of the autoclave was replaced twice, liquefied carbon dioxide was introduced at room temperature, and when heated to a predetermined temperature, the pressure became 8 MPa, and a stirring reaction was performed. After the reaction, the reaction vessel was cooled on ice and returned to normal pressure, taken out of the autoclave using chloroform and water, and filtered to obtain tetrahydroquinazoline-2,4-dione. The structure and purity of the product were confirmed by IR and NMR. Table 5 shows the results.
[0058]
Embedded image
Figure 2004091403
[0059]
[Table 5]
Figure 2004091403
[0060]
From Table 5, it has been clarified that tetrahydroquinazoline-2,4-diones can be obtained in high yield by appropriately selecting the amount of catalyst, the reaction temperature and the reaction time even when the substituent is changed. Furthermore, it was found that when 2.0 equivalents of a raw material was added to a strong polar reagent such as DMF and the raw material was associated (clustered), the reaction efficiency was further improved.
[0061]
【The invention's effect】
According to the present invention, a particularly highly toxic reagent is not required, and the conventional production methods generate by-products such as salts, whereas carbon dioxide is simply added to the raw materials used. A green method that uses high-density gaseous or supercritical carbon dioxide as a solvent and raw material without using an organic solvent that places a burden on the environment, as well as an atomically efficient production method that does not generate by-products. A method for producing quinazolines that can realize chemistry can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the effect of the amount of DBU on the synthesis reaction of tetrahydroquinazoline-2,4-dione. FIG. 2 is a graph showing the effect of carbon dioxide pressure on the synthesis reaction of tetrahydroquinazoline-2,4-dione.

Claims (5)

塩基触媒下、2−アミノベンゾニトリル類に対して、高密度の気体状または超臨界状態の二酸化炭素を溶媒かつ原料として用いることを特徴とするキナゾリン誘導体の製造方法。A method for producing a quinazoline derivative, comprising using gaseous or supercritical carbon dioxide at a high density as a solvent and a raw material for 2-aminobenzonitrile under a base catalyst. 2−アミノベンゾニトリル類が、下記一般式(I) で示されるアミノベンゾニトリル類であり、
一般式(I)
Figure 2004091403
(式中、RおよびRは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルケニル基、アルコキシカルボニル基、アミノカルボニル基、カルボニルアミノ基、シアノ基、スルホ基、又はニトロ基を表し、これらは置換基を有していてもよい。RおよびRは同一でも異なっていてもよく、またRおよびRは連結して環を形成していてもよい。さらにRとRのいずれか一方は水素原子でもよい。)
且つ、キナゾリン誘導体が、下記一般式(II) で示されるキナゾリン誘導体であることを特徴とする請求項1に記載のキナゾリン誘導体の製造方法。
一般式(II)
Figure 2004091403
(式中、RおよびRは上記と同じである。)
2-aminobenzonitrile is an aminobenzonitrile represented by the following general formula (I),
General formula (I)
Figure 2004091403
(Wherein R 1 and R 2 represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an alkenyl group, an alkoxycarbonyl group, an aminocarbonyl group, a carbonylamino group, a cyano group, a sulfo group Or a nitro group, which may have a substituent, R 1 and R 2 may be the same or different, and R 1 and R 2 may be linked to form a ring. (Either R 1 or R 2 may be a hydrogen atom.)
The method for producing a quinazoline derivative according to claim 1, wherein the quinazoline derivative is a quinazoline derivative represented by the following general formula (II).
General formula (II)
Figure 2004091403
(In the formula, R 1 and R 2 are the same as described above.)
塩基触媒が、第3級アミンあるいは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸塩またはリン酸塩であることを特徴とする請求項1又は2に記載のキナゾリン誘導体の製造方法。The method for producing a quinazoline derivative according to claim 1 or 2, wherein the base catalyst is a tertiary amine or a carbonate or phosphate of an alkali metal or an alkaline earth metal. 塩基触媒にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸塩またはリン酸塩を用いる場合、オニウム塩を併用することを特徴とする請求項1、2又は3に記載のキナゾリン誘導体の製造方法。4. The method for producing a quinazoline derivative according to claim 1, wherein an onium salt is used in combination when an alkali metal or alkaline earth metal carbonate or phosphate is used as the base catalyst. オニウム塩が、RまたはR(但し、R、R、RおよびRは各々置換または無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基、アラルキル基、アラルケニル基、アルケナリール基、またはアルカリール基を表す。R、R、RおよびRは同一でも異なっていてもよく、またそのうちの1個ないし3個が水素原子でもよい。Xはハロゲン原子、水酸基、硫酸水素基、リン酸水素基、亜リン酸水素基または次亜リン酸基を表す。)で表される化合物であることを特徴とする請求項4に記載のキナゾリン誘導体の製造方法。When the onium salt is R 3 R 4 R 5 R 6 N + X or R 3 R 4 R 5 R 6 P + X (where R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each substituted or unsubstituted) Represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, an aralkenyl group, an alkenaryl group, or an alkaryl group, wherein R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are the same or different. And one to three of them may be a hydrogen atom, and X represents a halogen atom, a hydroxyl group, a hydrogen sulfate group, a hydrogen phosphate group, a hydrogen phosphite group or a hypophosphite group.) The method for producing a quinazoline derivative according to claim 4, which is a compound to be prepared.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012017279A (en) * 2010-07-07 2012-01-26 Mitsui Chemicals Inc Method of producing benzoyleneurea or its derivative, and compound thereof
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