JP2005518373A - 4−メチル−7−アミノキノロンの製造方法 - Google Patents

4−メチル−7−アミノキノロンの製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、一般式(I)の化合物の製造方法であって、一般式(II)の化合物を、非プロトン性有機溶媒中、強酸(触媒)または強酸を放出する試薬または強酸のアンモニウム塩の触媒有効量の存在下で(この触媒は出発材料/生成物の部分であることも可能)、式Iの化合物に変換することを含む方法(式中、R5、R6およびR8は、互いに独立して、水素原子、ニトロ基、スルホ基、ハロゲン原子、プソイドハロゲン、COOR1もしくはCONHR2基、またはC1〜8アルキル、C1〜8アルコキシもしくはアリールオキシ基、アミド基、チオアルキルもしくはチオアリール基、アルキルスルホニルもしくはアリールスルホニル基、アルキルスルフィニルもしくはアリールスルフィニル基、トリフルオロメチル基、またはホスホノ基であり、ここでR1およびR2は、水素原子、またはC1〜8アルキル基、またはアリールもしくはアラルキル基であり、そしてR10は−C(O)CH2C(O)CH3基であり、R11は水素原子またはアシル基であるか、あるいは、R10およびR11は−C(O)CH2C(O)CH3基である)に関する。本発明の方法は、実施が平易で、結果として高い化学的純度および高い異性体純度の生成物を高収率で得られる。

Description

本発明は、式(I)の4−メチル−7−アミノキノロンの製造方法に関する。本発明の方法は実施が平易であり、結果として高い化学的純度および高い異性体純度の生成物を高収率で得られる。
4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロンの製造方法はすでに知られている。
たとえば、US−A−3119808は、4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロンの合成について記述している。まず、トルエン中の4−クロロ−m−フェニレンジアミン1molをジケテン2molと反応させる。その後、N,N−ジアセトアセチル生成物の結晶性沈殿物を、水性塩酸中で加熱することによって4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロンへと変換させる。
DE−A−958647によると、4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロンは、まず4−クロロ−m−フェニレンジアミンを水中でジケテンと反応させ、その後、生成した油状のアセトアセチル化合物を、硫酸存在下で加熱して4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロンへと変換することによって得られる。
さらに、DE−A−2444519は、式:
Figure 2005518373
(式中、Rは水素原子または−C(O)CH2C(O)CH3基である)
で示される1,2−ジヒドロ−2−オキソ−4−メチルキノリン誘導体の製造方法について記述しており、ここでは、m−フェニレンジアミン1molを、氷酢酸を約5%添加した有機溶媒、たとえばメタノール、酢酸ブチル、四塩化炭素またはトルエンで、または氷酢酸中で、100℃未満の温度にて、ジケテン1molまたは2molと、それぞれ反応させている。
上述の方法は進行が一様でなく、すなわち多量の二次生成物が形成されるので、反応生成物の再結晶によってこれを分別しなければならない。たとえば、DE−A−958647の場合、所望の生成物である4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロンに加え、所望でない異性体である4−メチル−5−アミノ−6−クロロキノロンが約14%の量で形成される。
Figure 2005518373
したがって本発明の目的は、7−アミノキノリノン、特に4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロンの製造方法であって、実施が平易で、結果として高い化学的純度および高い異性体純度の生成物を高収率で得られる方法を提供することである。
本目的は、一般式:
Figure 2005518373
の化合物の製造方法によって達成されるが、ここで該製造方法は、一般式:
Figure 2005518373
の化合物を、非プロトン性有機溶媒中、強酸または強酸を放出する試薬または強酸のアンモニウム塩の触媒有効量の存在下で(この触媒は出発材料/生成物の部分であることも可能)、式Iの化合物に変換することを含む方法である(式中、R5、R6およびR8は、互いに独立して、水素原子、ニトロ基、スルホ基、ハロゲン原子、プソイドハロゲン、COOR1もしくはCONHR2基、C1〜8アルキル、C1〜8アルコキシもしくはアリールオキシ基、アミド基、チオアルキルもしくはチオアリール基、アルキルスルホニルもしくはアリールスルホニル基、アルキルスルフィニル−もしくはアリールスルフィニル基、トリフルオロメチル基、またはホスホノ基であり、ここでR1およびR2は、水素原子、またはC1〜8アルキル基、またはアリールもしくはアラルキル基であり、そしてR10は−C(O)CH2C(O)CH3基であり、R11は水素原子またはアシル基であるか、あるいは、R10およびR11は−C(O)CH2C(O)CH3基である)。
置換のパターンに応じて、式IIの化合物を式Iの化合物へと変換するための反応条件を変更してもよい。式IIの化合物の式Iの化合物への変換は、一般に20〜200℃、特に90〜130℃の温度において達成される。
本発明によると、非プロトン性溶媒は、pK値が17を超える溶媒であると理解されるべきである。
非プロトン性有機溶媒は、一般に以下のものから選ばれる:開鎖または環状アミド、たとえばN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)、N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO);アミン、たとえば第一、第二および第三アルキルアミン、例としてジ(n−ブチル)アミン、シクロアリールアミン、特にピリジンおよびアルキルピリジン、たとえば2−、3−または4−メチルピリジン、およびアルキルアリールアミン、シクロアルキルアミン、たとえばピペラジン、ピペリジン、モルホリンおよびそれらのN−アルキル化誘導体;開鎖または環状エステル、たとえば酢酸n−ブチル、γ−ブチロラクトンまたは炭酸1,2−プロピレン、ブチロニトリル、ジフェニルエーテル;エーテル、特に炭素原子2〜8個を有するもの、たとえばジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジ(n−プロピル)エーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルn−ブチルエーテル、メチルt−ブチルエーテル、エチルn−プロピルエーテル、ジ(n−ブチル)エーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、ビス(β−メトキシエチル)エーテル;脂肪族炭化水素、たとえばヘキサン、ヘプタン、低−および高沸点石油エーテル;環状脂肪族炭化水素、たとえばシクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン;芳香族炭化水素、たとえばベンゼン、トルエン、o−、m−およびp−キシレン、エチルベンゼン、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン;さらには商業的に入手可能な芳香族溶媒および溶媒混合物であって、たとえばShell ChemicalによってShellsol(登録商標)の商品名で、およびDeutsche EXXON CHEMICAL GmbHによってSolvesso (登録商標)の商品名で市販されているもの、たとえばSolvesso(登録商標)100、Solvesso(登録商標)150、Solvesso(登録商標)200(芳香族C10〜C13炭化水素溶媒)、SHELLSOL A100(登録商標)(芳香族C9〜C10炭化水素溶媒)またはSHELLSOL A150(登録商標)(芳香族C10〜C11炭化水素溶媒)、芳香族炭化水素とエーテルとの混合物であって、たとえばDow ChemicalsによってDowtherm(登録商標)Aの商品名で市販されているビフェニルとジフェニルエーテルとの共融混合物;ハロゲン化脂肪族または芳香族炭化水素、たとえば塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、クロロベンゼンおよびジクロロベンゼン;ならびにこれら溶媒類の混合物、もっとも好ましいものとして、脂肪族エーテル、たとえばジブチルエーテル;芳香族炭化水素、たとえばトルエン、Solvesso(登録商標)150、または1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン;脂肪族炭化水素、たとえばベンジン(沸点範囲110〜140℃)またはデカヒドロナフタレン;芳香族炭化水素とエーテルとの混合物、たとえばDowtherm(登録商標)A;ならびに開鎖または環状エステル、たとえば炭酸1,2−プロピレンまたは酢酸n−ブチル;トルエン;およびジ(n−ブチル)エーテル。
式IIの化合物の式Iの化合物への変換は、無水の強無機酸類の存在下、例として塩化水素、臭化水素、リン酸、亜リン酸(ホスホン酸)、硫酸、スルファミン酸、NaHSO4、過塩素酸、ホウ酸、テトラフルオロホウ酸、およびこれらの酸性塩、たとえば、炭酸水素塩および硫酸水素塩、無機固体酸、たとえば、ゼオライト、ケイ酸塩および粘土、さらにはルイス酸、たとえばAlCl3、FeCl3、ZnCl2、第III亜族およびランタノイド元素のトリフルオロメタンスルホン酸塩、たとえばトリフルオロメタンスルホン酸スカンジウム(III)、トリフルオロメタンスルホン酸イットリウム(III)およびトリフルオロメタンスルホン酸イッテルビウム(III)の存在下;あるいは強有機酸の存在下、例としてハロカルボン酸、たとえばモノ−、ジ−およびトリハロ酢酸、たとえばモノクロロ−、トリフルオロ−およびトリクロロ酢酸、スルホン酸、すなわち硫酸の有機誘導体(芳香族、脂肪族、環式脂肪族)で官能基として−SO3H基を有するもの、たとえばメタンスルホン酸、t−ブチルスルホン酸、t−オクチルスルホン酸、t−ドデシルスルホン酸、n−シクロヘキシルスルファミン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸もしくはアミノベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、メシチルスルホン酸、2,4,6−トリイソプロピルベンゼンスルホン酸、または有機ホスホン酸、すなわちホスホン酸の有機誘導体でP−C結合を有するもの、たとえばフェニルホスホン酸またはp−トルエンホスホン酸の存在下において達成することができる。強有機酸およびそのアンモニウム塩は、ポリマーに結合した酸、たとえばペルフルオロ化レジンスルホン酸、例としてポリ(ペルフルオロアルケンスルホン酸)、たとえばNafion(登録商標)、および塩類、たとえばポリビニルピリジニウムトルエンスルホン酸であってもよい。特に好ましいのは、p−トルエンスルホン酸、およびp−トルエンスルホン酸ピリジニウム(PPTS)、ならびにドデシルベンゼンスルホン酸、あるいは強有機酸または強無機酸の、アンモニウム塩、特にピリジニウム塩である。
強有機酸のアンモニウム塩は、NH4 との塩であることに加えて、第一、第二および第三アンモニウムカチオン由来の塩であってもよく、さらにその4価窒素が5−または6員環(これは、追加のヘテロ原子、たとえばS、NおよびOを含有してもよい)の一員であることも可能であると理解されるべきである。この種のアンモニウムカチオンの例は、式:
Figure 2005518373
(式中、R10、R10′およびR10″は、互いに独立して、水素原子、または直鎖状もしくは分枝状C1〜8アルキル基であり、R11、R12およびR13は、水素原子、直鎖状もしくは分枝状C1〜8アルキル基、非置換もしくはC1〜4アルキル基1〜3個で置換されたC5〜7シクロアルキル基、たとえばシクロヘキシルもしくは3,3,5−トリメチルシクロヘキシル、またはアリールもしくはアラルキル基である)
の化合物であり、好ましいのは、ピリジニウム塩、さらには2,6−ルチジニウム、2,4,6−コリジニウム、2,6−ジ(t−ブチル)ピリジニウム、2,6−ジ(t−ブチル)−4−メチルピリジニウム、2,4,6−トリ(t−ブチル)ピリジニウムおよび2,6−ジフェニルピリジニウム塩である。複数のピリジン環が互いに連結することもできる。この種の化合物の例は、4,4′−ビピリジニウム塩であり、好ましいのは2,2′−ビピリジニウムおよび2,2′:6′,2″−テルピリジニウム塩である。
10、R10′およびR10″は、一緒になって芳香族、ヘテロ芳香族、脂肪族、およびヘテロ脂肪族の環系を形成することもできる。この種の環系の例は、キノリニウムおよびテトラヒドロキノリニウム塩である。1,10−フェナントロリニウムおよび2,2′−ジキノリリウム塩が好ましい。強有機酸のアンモニウム塩は、出発材料または生成物の部分であることもできる。
さらにまた、式IIの化合物の式Iの化合物への変換は、使用される反応条件下、例として水、たとえば溶媒中の残存水の存在下で、強い無機または有機酸を放出する試薬が存在することにより達成できる。強い無機または有機酸を放出する試薬の例は、SO3/ピリジン錯体、酸ハロゲン化物、または無機酸の対称もしくは非対称無水物、たとえばP25、SO3、POCl3、SOCl2、PCl3もしくはPCl5、あるいは有機酸、例としてスルホン酸、たとえば塩化メシル、塩化トシルもしくはトシル無水物、またはカルボン酸、たとえば塩化2,4,6−トリメチルベンゾイルもしくは塩化ベンゾイルである。好ましいのは、上述の強有機酸の酸ハロゲン化物および酸無水物である。
触媒は、同様に出発材料/生成物の部分であることができる。この種の触媒の例は、式IまたはIIの化合物(式中、置換基R5、R6およびR8のうちの少なくとも1個はスルホン酸基(スルホ基)またはスルホン酸基の塩である)である(例3参照のこと)。
本発明によると、強い有機または無機酸は、pK値が2.5未満の酸、さらにはヨウ素であると理解されるべきである。
以下の触媒が特に好ましい:
p−トルエンスルホン酸ピリジニウム(PPTS)、ドデシルベンゼンスルホン酸ピリジニウム、テトラフルオロホウ酸ピリジニウム、硫酸水素ピリジニウム、ピリジン/SO3錯体、
Figure 2005518373
p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸塩化物、p−トルエンスルホン酸無水物、塩化ベンゾイル、塩化2,4,6−トリメチルベンゾイル、硫酸、アミド硫酸(スルファミン酸)、硫酸水素ナトリウム、無水塩化亜鉛、無水塩化鉄(III)、無水塩化アルミニウム、トリフルオロメタンスルホン酸スカンジウム(III)、トリフルオロメタンスルホン酸イットリウム(III)、トリフルオロメタンスルホン酸イッテルビウム(III)、ヨウ素。
酸は、触媒有効量で用いられる。触媒が出発材料または生成物の部分でない場合には、酸の触媒有効量は、一般に、式IIの化合物を基準にして、0.1〜20重量%、好ましくは5〜15重量%である。触媒(たとえばスルホン酸基、スルホン酸基のアンモニウム塩の形態、またはスルホン酸基を放出する基の形態のもの)が出発材料または生成物の部分である場合には、触媒の量は使用される出発材料の量に相当する。
高い異性体純度および高い化学的純度の生成物は、特に無水の溶媒および試薬を使用した場合に得られ、その異性体純度および化学的純度は、反応中に形成される水を、たとえば反応水の蒸留除去によって反応平衡から直ちに取り除くようにすれば、一層向上する。
本発明の方法は、式I(式中、R8は水素原子であるか、あるいは式中、R6はハロゲン原子もしくはプソイドハロゲン、特に塩素原子、またはスルホ基であり、R5およびR8は水素原子である)の化合物の製造に特に適している。
本発明によると、C1〜8アルキル基は、直鎖状または分枝状アルキル基、たとえばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、s−ブチル、イソブチル、t−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、3−ペンチル、2,2−ジメチルプロピル、ヘキシル、ヘプチル、2,4,4−トリメチルペンチル、2−エチルヘキシルまたはオクチルであり、好ましいのはC1〜4アルキル基であると理解されるべきである。
本発明によると、C1〜8アルコキシ基は、直鎖状または分枝状のO−C1〜8基、好ましくはO−C1〜4アルキル基、たとえばメトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、s−ブトキシ、イソブトキシ、t−ブトキシ、n−ペンチルオキシ、2−ペンチルオキシ、3−ペンチルオキシ、2,2−ジメチルプロポキシ、n−ヘキシルオキシ、n−ヘプチルオキシ、n−オクチルオキシ、1,1,3,3−テトラメチルブトキシまたは2−エチルヘキシルオキシであると理解されるべきである。
本発明によると、アシル基は、C2〜18アシル基、好ましくはC2〜8アシル基、たとえばアセチル、プロピオニル、ブタノイルまたはベンゾイルであると理解されるべきである。
本発明によると、アリール基は、C6〜24アリール基、好ましくはC6〜12アリール基であって、これらは非置換か、またはC1〜4アルキルによりもしくはC1〜4アルコキシにより置換されていてもよく、たとえばフェニル、4−メチルフェニル、4−メトキシフェニルまたはナフチルであると理解されるべきである。
本発明によると、アラルキル基は、C7〜24アラルキル基、好ましくはC7〜12アラルキル基であって、これらは非置換か、またはC1〜4アルキル基1〜3個により置換されていてもよく、たとえばベンジル、2−ベンジル−2−プロピル、β−フェニルエチル、α,α−ジメチルベンジルまたはω−フェニルブチルであると理解されるべきである。
本発明によると、アリールオキシ基は、C6〜24アリールオキシ基、好ましくはC6〜12アリールオキシ基、たとえばフェノキシまたは4−メチルフェノキシであると理解されるべきである。
本発明によると、アミド基は、アシル化された窒素原子、たとえばアセトアミド、ベンズアミドまたは4−クロロベンズアミド基であると理解されるべきである。
本発明によると、チオアルキル基は、上述の意味におけるアルキルと理解されるアルキル基により置換されている硫黄原子、たとえばメチルメルカプト、エチルメルカプトまたはt−ブチルメルカプト基であると理解されるべきである。
本発明によると、チオアリール基は、上述の意味におけるアリールと理解されるアリール基により置換されている硫黄原子、たとえばフェニルメルカプト、4−メチルフェニルメルカプトまたはナフチルメルカプト基であると理解されるべきである。
本発明によると、アルキルスルホニル基は、上述の意味におけるアルキルと理解されるアルキル基がSO2単位を介して結合するもの、たとえばメチルスルホニル、エチルスルホニルまたはt−ブチルスルホニル基であると理解されるべきである。
本発明によると、アリールスルホニル基は、上述の意味におけるアリールと理解されるアリール基がSO2単位を介して結合するもの、たとえばフェニルスルホニル、4−メチルフェニルスルホニルまたはナフチルスルホニル基であると理解されるべきである。
本発明によると、アルキルスルフィニル基は、上述の意味におけるアルキルと理解されるアルキル基がSO単位を介して結合するもの、たとえばメチルスルフィニル、エチルスルフィニルまたはt−ブチルスルフィニル基であると理解されるべきである。
本発明によると、アリールスルフィニル基は、上述の意味におけるアリールと理解されるアリール基がSO単位を介して結合するもの、たとえばフェニルスルフィニル、4−メチルフェニルスルフィニルまたはナフチルスルフィニル基であると理解されるべきである。
本発明によると、ホスホノ基は、P(O)(OH)2基またはそのエステル、たとえばホスホノジメチルエステル、ホスホノジエチルエステル、ホスホノジフェニルエステルまたはホスホノジベンジルエステルであると理解されるべきである。
用語“ハロゲン原子”は、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素原子を包含する。
用語“プソイドハロゲン”は、シアナート、チオシアナート(ローダニド)、アジド、およびシアニドを包含する。
本発明の方法は、結果として高い化学的純度および高い異性体純度を有する式Iの化合物を高収率で生成させるが、たとえば4−メチル−7−アミノキノロンの場合の“異性体純度”は、4−メチル−5−アミノキノロンに対する4−メチル−7−アミノキノロンの比率として理解される。たとえば4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロンの場合、本発明の方法は、95%を超える異性体純度を有する粗生成物を96%までの収率で生成させる。通例の精製、たとえばエタノールからの再結晶の後、収率は90%であり、異性体純度は98%以上である。
したがって、本発明はまた、一般式:
Figure 2005518373
(式中、R5、R6およびR8は、互いに独立して、水素原子、ニトロ基、スルホ基、ハロゲン原子、プソイドハロゲン、COOR1もしくはCONHR2基、C1〜8アルキル、C1〜8アルコキシもしくはアリールオキシ基、アミド基、チオアルキルもしくはチオアリール基、アルキルスルホニルもしくはアリールスルホニル基、アルキルスルフィニルもしくはアリールスルフィニル基、トリフルオロメチル基、またはホスホノ基であり、ここでR1およびR2は、水素原子、C1〜8アルキル基、またはアリールもしくはアラルキル基である)
の化合物、特に4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロンまたは4−メチル−6−スルホ−7−アミノキノロンであって、異性体純度が95%超える、特に98%以上であることを特徴とする化合物にも関する。
閉環反応のための出発材料として使用される式IIの化合物は、原理的にはDE−C−749975記載の方法と同様にして、1,3−ジアミノベンゼンまたはそれの誘導体を水溶液中でジケテンと反応させることによって得ることはできるが、以下に記述する方法が好ましい。
式II(式中、R10は−C(O)CH2C(O)CH3基であり、R11は水素原子である)の化合物は、式:
Figure 2005518373
の化合物1molと、式:
Figure 2005518373
で示されるジケテン1〜1.5mol、特に1.1〜1.3molとの、または式:
Figure 2005518373
のエステル1〜1.5mol、特に1.1〜1.3molとの、または2,2,6−トリメチル−4H−1,3−ジオキシン−4−オン:
Figure 2005518373
の1〜1.5mol、特に1.1〜1.3molとの、
水性または有機溶媒中、好ましくは有機溶媒中、もっとも好ましくは非プロトン性有機溶媒中における反応によって得られる(式中、R5、R6およびR8は前記定義のとおりであり、R12はC1〜6アルキル基、アリール基、たとえばフェニル基、またはアラルキル基、たとえばベンジル基である)。
式II(式中、R10は−C(O)CH2C(O)CH3基であり、R11はアシル基である)の化合物は、式:
Figure 2005518373
(式中、R5、R6およびR8は前記定義のとおりであり、R11はアシル基である)
の化合物の反応によって同様に得られる。
式II(式中、R10およびR11は−C(O)CH2C(O)CH3基である)の化合物は、式:
Figure 2005518373
の化合物1molと、式:
Figure 2005518373
で示されるジケテン2〜3mol、特に2.1〜2.5molとの、または式:
Figure 2005518373
で示されるエステル2〜3mol、特に2.1〜2.5molとの、または2,2,6−トリメチル−4H−1,3−ジオキシン−4−オン:
Figure 2005518373
の2〜3mol、特に2.1〜2.5molとの、
水性または有機溶媒中、好ましくは有機溶媒中、もっとも好ましくは非プロトン性有機溶媒中における反応によって得られる(式中、R5、R6、R8およびR12は前記定義のとおりである)。
非プロトン性溶媒に関しては、前述の定義および好ましい範囲が適用される。式IIIの化合物をジケテンと反応させるのであれば、その反応は、一般には0〜60℃、好ましくは20〜40℃、特に周囲温度において実施される。アセト酢酸エステルまたは2,2,6−トリメチル−4H−1,3−ジオキシン−4−オンとの反応の場合には、温度は一般に80〜170℃、特に100〜140℃である。
式IIの生成物は、単離し、場合により精製し、その後、式Iの化合物へと変換することができる。しかしながら、好ましくは強有機酸、または強有機酸のアンモニウム塩を、非プロトン性有機溶媒中の式IIで示される“中間体”に添加し、式IIで示される“中間体”をその場で式Iの化合物へと変換させる。すなわち本発明によると、好ましいのは、式IIIの化合物の、式IIの化合物への、そして得られた式IIの化合物の、式Iの化合物への変換を、“ワンポット反応”として実施することである。
本発明の方法に用いられる、またはその工程中に中間体として生成する、式IIの化合物は、新規なものであって、所望する式Iの化合物を高収率、高異性体純度および高化学的純度で合成することを可能にする。したがって、本発明はまた、式:
Figure 2005518373
(式中、
5、R6およびR8は、互いに独立して、水素原子、ニトロ基、スルホ基、ハロゲン原子、プソイドハロゲン、COOR1もしくはCONHR2基、C1〜8アルキル、C1〜8アルコキシもしくはアリールオキシ基、アミド基、チオアルキルもしくはチオアリール基、アルキルスルホニルもしくはアリールスルホニル基、アルキルスルフィニルもしくはアリールスルフィニル基、トリフルオロメチル基、またはホスホノ基であり、ここで、
1およびR2は、水素原子、C1〜8アルキル基、またはアリールもしくはアラルキル基であり、そして
10は−C(O)CH2C(O)CH3基であり、そしてR11は水素原子またはアシル基であり、あるいは
10およびR11は−C(O)CH2C(O)CH3基である)
の化合物にも関する。
好ましくは、R10が−C(O)CH2C(O)CH3基であり、そしてR11が水素原子である。
同様に好ましいのは、以下の化合物である:
式中の置換基R5、R6およびR8のうちの少なくとも1個が水素原子以外であるもの、
式中のR5およびR8が水素原子の場合には、R6はフッ素原子、臭素原子、ヨウ素原子、プソイドハロゲン、COOR1もしくはCONHR2基、C1〜8アルキル基、特にC2〜8アルキル基、C1〜8アルコキシ基、特にC2〜8アルコキシ基、またはアリールオキシ基、アミド基、チオアルキルもしくはチオアリール基、アルキルスルホニルもしくはアリールスルホニル基、アルキルスルフィニルもしくはアリールスルフィニル基、トリフルオロメチル基、またはホスホノ基であるもの、
式中のR8が水素原子以外であるのもの、
式中のR5が水素原子およびメチル基以外であるもの。
以下の表に記載した式IIの化合物がもっとも好ましい:
Figure 2005518373
式Iの化合物は、アゾ顔料を製造するためのジアゾ成分として重要な出発材料であり(たとえばDE−A−2905937およびPCT/EP01/12178を参照のこと)、式Iの化合物を適切なカップリング成分と反応させて、式:
Figure 2005518373
(式中、R5、R6およびR8は前記定義のとおりであり、そしてAはカップリング成分の基である)
の化合物を形成させる。
式Iの化合物の式VIの化合物への変換は、ジアゾ化とカップリングとを含む。
式Iの化合物のジアゾ化反応は、例として亜硝酸塩、たとえば亜硝酸ナトリウムなどのアルカリ金属亜硝酸塩を用い、鉱酸を含有する媒体中、たとえば塩酸を含有する媒体中で、一般に−5〜40℃、好ましくは−5〜10℃の温度にて実施される。
アゾカップリング反応は、ジアゾニウム化合物の、求核性パートナー(カップリング成分)との求電子置換反応からなる。
カップリング成分へのカップリングは、それ自体既知の方法で、酸性または中性〜弱アルカリ性pH値、たとえば1〜10のpH値で、たとえば−5〜40℃、好ましくは0〜30℃の温度にて生起させる。
本発明の方法は、新たに製造したジアゾ化化合物の溶液または懸濁液を、カプリング成分の弱酸性〜中性溶液または懸濁液に徐々に添加し、pHを、水酸化ナトリウム溶液のような水酸化アルカリ金属水溶液の添加により、中性領域に、たとえばpH4.5〜8に維持し、ついで、生成してくる顔料懸濁液を反応が完結するまで撹拌し、そしてその生成物をろ過で分離することによって実施するのが有利である。
アゾ顔料のためのカップリング成分は、一般に、芳香核に求核中心を有する芳香族系のもので、特にナフトールまたは反応性メチレン基を有するエノール化可能化合物であり(たとえば、Azoic Coupling Components in Colour Index, 3rd Edition, Vol.4, The Society of Dyers and Colorists, 1971, pp4355-4364,37500-37625を参照のこと)、このカップリング成分は、好ましくは以下の群から選ばれる:
a)式:
Figure 2005518373
で示されるメチレン−活性化合物のタイプ、特にアセト酢酸アリリド;
b)2−ヒドロキシナフタレンおよびその3−カルボン酸誘導体、たとえば2′−ヒドロキシ−3′−ナフトイルアニリン(ナフトールAS誘導体);
c)ピラゾロン誘導体、特に式:
Figure 2005518373
〔式中、R20はC1〜4アルキル基、特にメチル基、またはCOOR1基(R1は前記定義のとおりである)、特にメチルまたはエチルエステル基であり、そしてR21は、水素原子、ハロゲン原子もしくはスルホ基、またはC1〜4アルキル基、特にメチル基である〕で示されるピラゾロン誘導体(W.Herbst, K.Hunger, Industrielle Organische Pigmente, 2nd fully revised edition, 1995, pp198 -203)。
95%超の異性体純度を有する4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロン(PCT/EP01/12178)を、式:
Figure 2005518373
の製造に使用した場合、生成する顔料の色調は、比較的多量の汚染物が存在する場合のように赤側へシフトせず、むしろその顔料は改善された色(彩度)および向上した耐候堅牢度を示す。
以下の例は、本発明を具体的に説明しているが、本発明の範囲を限定するものではない。特に断りのない限り、異性体純度は、HPLCを用い、関係する応答因子を考慮して決定した。
例1
4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロン(PPTS)
Figure 2005518373
4−クロロ−1,3−フェニレンジアミン28.6gを、22℃でトルエン400mL中に懸濁させた。トルエン100mL中のジケテン17.6gを、その灰色の懸濁液中に25±2℃で30分かけて加えたところ、懸濁液は短時間で、溶液に変化した後、モノジケテン化した生成物がベージュ色固体の形で沈殿した。その後、撹拌を22℃で6時間実施した。ついでp−トルエンスルホン酸ピリジニウム(PPTS)5gを添加し、その混合物を16時間、還流下で煮沸した。黄色の懸濁液を撹拌しながら30℃に冷却し、ついで30℃で1NのNaOH30mLを加えた。その後、さらなる水100mLを加えた。粗生成物を22℃でろ過し、H2Oで洗浄して中性化し、そして60℃で一晩、真空乾燥した。融点350℃を有するベージュ色固体38.5gを得た(収率:92%、4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロン対4−メチル−5−アミノ−6−クロロキノロンの異性体比率>95:5)。
エタノールからの再結晶の結果、異性体純度98〜99%、融点358℃を有する生成物を収率90%で得た。
例2
4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロン(TsOH)
Figure 2005518373
水で湿潤させた4−クロロ−1,3−フェニレンジアミン90.5g(乾燥重量:54.4g)を、KPG(検定ずみ精密ガラス)撹拌機、内部温度計、還流冷却器つき水分離器、および気泡計数器を備えた2.5Lスルホン化フラスコの中のトルエン850mL中に導入し、そしてその褐色懸濁液を激しく撹拌しながら還流下で煮沸し、その間、残留水約36mLを共沸で除去した。混合物を室温に冷却し、そして内部温度25±2℃において、ジケテン38.3gのトルエン100mL溶液を、その灰色の懸濁液中に30分かけて加えたところ、懸濁液は短時間で溶液に変化した後、付加体がベージュ色固体の形で沈殿した。撹拌を22℃で6時間実施した。ついでp−トルエンスルホン酸一水和物7.6gを添加し、その混合物を16時間、還流下で煮沸したところ、水約6mLが分離した。暗黄色の懸濁液を撹拌しながら冷却し、次いで、30℃で1NのNaOH48mLを加えた。ついで、水200mLを加え、撹拌を2時間実施した。灰色の粗生成物を22℃でろ過し、H2Oで洗浄して中性化し、そして60℃で一晩、真空乾燥した。ベージュ色固体73.8gを得た(収率:93%、4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロン対4−メチル−5−アミノ−6−クロロキノロンの異性体比率=97:3)。
エタノールからの再結晶の結果、異性体純度≧98%、および融点358℃を有する生成物が収率90%で生成した。
以下の表は、製造された顔料の品質に対する汚染物の影響を、特にPCT/EP01/12178に従って合成した下式のアゾ顔料(例1)について示している:
Figure 2005518373
Figure 2005518373
この表からは、汚染物の量が増加すると、その結果として、色調が明らかに赤側にシフトすることが見てとれる。赤側へのシフトに加えて、汚染物のレベルがより高くなると、その結果、より貧弱な色(彩度)およびより貧弱な耐候堅牢度を有する顔料になる。
例3
4−メチル−6−スルホ−7−アミノキノロンのピリジニウム塩の合成
Figure 2005518373
2−アミノ−4−アセトアセトアミドベンゼンスルホン酸27.23gを、ピリジン150mL中で撹拌し、この褐色を帯びた黄色懸濁液を還流下で煮沸した。17時間後、帯緑色懸濁液を撹拌しながら70℃に冷却し、そしてその混合物を水流ポンプ減圧下で濃縮乾固した。緑色固体を25℃でメタノール60mL中に捕集し、ろ過し、初めはメタノールで、その後は水で洗浄し、そして60℃で一晩、真空乾燥した。融点235℃を有するベージュ色の固体26.4gを得た(収率:79%、4−メチル−6−スルホ−7−アミノキノロンピリジニウム塩対4−メチル−5−アミノ−6−スルホキノロンピリジニウム塩の異性体比率>96.1:3.9)。
異性体的に純粋なアミノキノロンスルホン酸は、そのピリジニウム塩から、煮沸酢酸中への溶解、25℃への冷却、それに続くろ過によって得ることができた。真空乾燥後、融点362℃(DE−A−958647:340〜350℃、分解)を有する白色固体95%を得た。
例4
4−クロロ−1,3−フェニレンジアミン28.6gを、22℃でトルエン400mL中に懸濁させた。トルエン100mL中のジケテン17.6gを、その灰色の懸濁液に25±2℃において30分かけて加えたところ、懸濁液は短時間で溶液に変化した後、モノジケテン化された生成物がベージュ色固体の形で沈殿した。反応混合物を22℃で6時間撹拌し、ついで10℃に冷却、ろ過してトルエンで洗浄した。ろ過ケーキを60℃で一晩、真空乾燥した。融点106℃を有するベージュ色固体44.6gを得た(収率:98%)。
例5〜46
N−(3−アミノ−4−クロロフェニル)アセトアセトアミド906.6mg(4mmol)および触媒0.4mmolを、溶媒8mL中に導入した。その溶液または懸濁液を撹拌しながら100℃で16時間加熱した。得られた懸濁液を70℃に冷却した;無水エタノール3mLを添加し、その懸濁液を還流下で2時間加熱した。懸濁液を室温に冷却し、ろ過して無水エタノール2mLで、そして再度無水エタノール1mLで、ついで水20mLで洗浄し、得られた残留物を60℃で一晩、真空乾燥した。乾燥された生成物をHPLC(高速液体クロマトグラフィー)により、標準試料と比較して分析した。
種々の溶媒および触媒を用いて得られた収率および生成物分布を表1に記載した。
Figure 2005518373
Figure 2005518373

Figure 2005518373
比較例1(DE−A−2444519)
Figure 2005518373
4−クロロ−1,3−フェニレンジアミン28.6gを、22℃でトルエン400mL中に懸濁させた。トルエン100mL中のジケテン17.7gを、その灰色懸濁液に25±2℃において30分かけて加えたところ、懸濁液は短時間で溶液に変化した後、モノジケテン化された生成物が固体の形で沈殿した。次いで、撹拌を22℃で6時間実施した。その後、AcOH(100%)1.2gを添加し、混合物を還流下で16時間煮沸した。暗褐色の粘着性懸濁液を撹拌しながら30℃に冷却し、ついで30℃で1NのNaOH30mLを加えた。その後、さらなる水100mLおよび25%NaCl水溶液200mLを加えた;混合物を10℃に冷却し、さらなる2時間撹拌した。上澄みの水相および明褐色有機相をデカントし、残った粘性のある黒褐色残留物にイソプロパノール200mLを加えて撹拌した。暗色の結晶性物体をろ過し、ろ液中に溶解している成分を氷150gの添加により沈殿させた;再びろ過を実施し、これらの沈殿物を一緒に合わせて水50mLで洗浄し、暗褐色の粗生成物を60℃で一晩、真空乾燥した。褐色固体(融点230℃)12.5g(収率:30%)を得、このものは、HPLCによると、所望の4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロンを約10%の量で含有していた。
比較例2(DE−A−2444519)
Figure 2005518373
1,3−フェニレンジアミン21.6gを、22℃でトルエン400mL中に懸濁させた。トルエン100mL中のジケテン17.7gを、その灰色懸濁液に25±2℃において30分かけて加えたところ、懸濁液は粘性物体に変化した。ついで撹拌を22℃で6時間実施した。その後、AcOH(100%)1.2gを加え、混合物を還流下で16時間煮沸した。帯黄色の粘着性懸濁液を撹拌しながら30℃に冷却し、ついで30℃で1NのNaOH30mLを加えた。その後、さらなる水100mLおよび25%NaCl水溶液200mLを加え、混合物を10℃に冷却し、さらに2時間撹拌した。黄色懸濁液をろ過し、ついで水1,500mLで洗浄し、深黄色の粗生成物を60℃で一晩、真空乾燥した。融点249℃を有する深黄色固体31.3g(収率:90%)を得、このものは、所望の4−メチル−7−アミノキノロンを90%の量で含有していた。メタノールから再結晶した後、融点280℃を有する白色結晶を得た。
比較例3(DE−A−958647)
Figure 2005518373
95%の4−クロロ−1,3−ジアミノベンゼン17.2gを、温水250g中に溶解した。撹拌しながら、ジケテン9.3gを、90〜95℃において1時間かけて加えたところ、アセトアセチル化合物が部分的に油状形態で沈殿した。2N硫酸27gを加えた後、混合物を95℃で2時間加熱した。油状のアセトアセチル化合物は急速に微細な結晶性暗褐色沈殿物へと変化した。熱反応混合物を2NのNaOH30mLで中和し、さらに30分間撹拌した。熱反応混合物をろ過し、冷水100mLを小量ずつ使用して洗浄し、中性化した。深褐色生成物を60℃で真空乾燥した。融点345℃を有する暗褐色固体18gを得た(収率:78%、4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロン:4−メチル−5−アミノ−6−クロロキノロン:他の未確認生成物の比率=約86:13:1)。
比較例4(DE−A−1278039)
Figure 2005518373
ジケテン8.4gをトルエン15gと一緒に撹拌し、そして4−クロロ−1,3−ジアミノベンゼン7.2gを、反応熱で温度が60〜70℃に上昇するような速さで加えた。60〜70℃で1時間撹拌した後、混合物を15℃に冷却した。水50gおよびHCl(37%)10gをその黒色油状物に導入し、ついで混合物を沸とう温度が95〜100℃に到達するまで蒸留した。この温度を2時間保持した。約1時間後、黒色溶液は懸濁液へと変化した。その後、灰緑色懸濁液を15℃に冷却、30分間撹拌してろ過した。灰緑色のろ過ケーキを水50g中に導入した;酢酸ナトリウム5gを加え、混合物を1時間煮沸した。その後、この混合物を室温に冷却し、その懸濁液をろ過した。灰色生成物を冷水200gで洗浄して中性化し、そして60℃で真空乾燥した。融点290℃を有する灰色固体6gを得た(収率:58%、4−メチル−6−クロロ−7−アミノキノロン対4−メチル−5−アミノ−6−クロロキノロンの異性体比率=約53:47)。
比較例5(DE−A−958647)
Figure 2005518373
4−スルホ−1,3−フェニレンジアミン18.8g(0.1mol)を水150mL中に懸濁し、そして懸濁液を35℃に加熱した。ジケテン9.3g(0.11mol)を35〜40℃でこの灰色懸濁液に60分かけて加えた。この混合物を30分かけて92℃に加熱した;ついで、5N塩酸4gをその黄緑色懸濁液に加え、混合物を還流下でさらに2時間煮沸した。その後、さらに5N塩酸33gを加えた。懸濁液を22℃に冷却し、ろ過し、冷水の全量150mLを小量ずつ使用して洗浄した。灰色生成物を60℃で一晩、真空乾燥した。融点288℃を有するベージュ色固体9gが得られた(収率:35%、4−メチル−6−スルホ−7−アミノキノロン:4−メチル−5−アミノ−6−スルホキノロン:他の未確認生成物の比率=71:21:8)。

Claims (12)

  1. 一般式:
    Figure 2005518373

    の化合物の製造方法であって、一般式:
    Figure 2005518373

    の化合物を、非プロトン性有機溶媒中、強酸(触媒)または強酸を放出する試薬または強酸のアンモニウム塩(該触媒は出発材料/生成物の部分であることも可能である)の触媒有効量の存在下で、式Iの化合物に変換することを含む方法(式中、R5、R6およびR8は、互いに独立して、水素原子、ニトロ基、スルホ基、ハロゲン原子、プソイドハロゲン、COOR1もしくはCONHR2基、C1〜8アルキル、C1〜8アルコキシもしくはアリールオキシ基、アミド基、チオアルキルもしくはチオアリール基、アルキルスルホニルもしくはアリールスルホニル基、アルキルスルフィニルもしくはアリールスルフィニル基、トリフルオロメチル基、またはホスホノ基であり、ここでR1およびR2は、水素原子、またはC1〜8アルキル基、またはアリールもしくはアラルキル基であり、R10は−C(O)CH2C(O)CH3基であり、R11は水素原子またはアシル基であるか、あるいは、R10およびR11は−C(O)CH2C(O)CH3基である)。
  2. 式II(式中、R10は−C(O)CH2C(O)CH3基であり、そしてR11は水素原子である)の化合物を、式:
    Figure 2005518373

    の化合物1molと、式:
    Figure 2005518373

    で示されるジケテン1〜1.5molとの、または式:
    Figure 2005518373

    で示されるエステル1〜1.5molとの、
    または2,2,6−トリメチル−4H−1,3−ジオキシン−4−オン1〜1.5molとの、
    水性または有機溶媒中、好ましくは有機溶媒中における反応によって得る(式中、R5、R6およびR8は請求項1における定義のとおりであり、そしてR12はC1〜6アルキル基、アリール基、たとえばフェニル基、またはアラルキル基、たとえばベンジル基である)、請求項1記載の方法。
  3. 式II(式中、R10およびR11は−C(O)CH2C(O)CH3基である)の化合物を、式:
    Figure 2005518373

    の化合物1molと、式:
    Figure 2005518373

    で示されるジケテン2〜3molとの、または式:
    Figure 2005518373

    で示されるエステル2〜3molとの、
    または2,2,6−トリメチル−4H−1,3−ジオキシン−4−オン2〜3molとの、
    水性または有機溶媒中、好ましくは非プロトン性有機溶媒中における反応によって得る(式中、R5、R6およびR8は請求項1における定義のとおりであり、そしてR12は請求項2における定義のとおりである)、請求項1記載の方法。
  4. 式IIの化合物の式Iの化合物への変換を、20〜200℃の温度において実施する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 6がスルホ基、ハロゲン原子またはプソイドハロゲン、特に塩素原子である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 5およびR8が水素原子である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 非プロトン性有機溶媒が、脂肪族エーテル、特に炭素原子2〜8個を有するもの、たとえばジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジ(n−プロピル)エーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルn−ブチルエーテル、メチルt−ブチルエーテル、エチルn−プロピルエーテル、ジ(n−ブチル)エーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、ビス(β−メトキシエチル)エーテル;炭素原子7〜10個を有する芳香族−脂肪族エーテル、たとえばアニソール、フェネトール;炭素原子12〜16個を有する芳香族エーテル、たとえばジフェニルエーテルまたはジトリルエーテル;脂肪族炭化水素、たとえばヘキサン、ヘプタン、低−もしくは高沸点石油エーテル;環状脂肪族炭化水素、たとえばシクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン;芳香族炭化水素、たとえばベンゼン、トルエン、o−、m−およびp−キシレン、エチルベンゼン、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン、ビフェニル;ハロゲン化脂肪族または芳香族炭化水素、たとえば塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン;開鎖または環状エステル、たとえば酢酸n−ブチル、炭酸1,2−プロピレン、γ−ブチロラクトン;開鎖または環状アミド、たとえばN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、およびこれらの溶媒の混合物から選ばれる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 触媒が、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム(PPTS)、ドデシルベンゼンスルホン酸ピリジニウム、テトラフルオロホウ酸ピリジニウム、硫酸水素ピリジニウム、ピリジン/SO3錯体、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸塩化物、p−トルエンスルホン酸無水物、塩化ベンゾイル、塩化2,4,6−トリメチルベンゾイル、硫酸、アミド硫酸(スルファミン酸)、硫酸水素ナトリウム、無水塩化亜鉛、無水塩化鉄(III)、無水塩化アルミニウム、トリフルオロメタンスルホン酸スカンジウム(III)、トリフルオロメタンスルホン酸イットリウム(III)、トリフルオロメタンスルホン酸イッテルビウム(III)、およびヨウ素から選ばれる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 式IIIの化合物の化合物IIへの、および得られた式IIの化合物の式Iの化合物への変換を、ワンポット反応として実施する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 式:
    Figure 2005518373

    (式中、R5、R6およびR8は、互いに独立して、水素原子、ニトロ基、スルホ基、ハロゲン原子、プソイドハロゲン、COOR1もしくはCONHR2基、またはC1〜8アルキル、C1〜8アルコキシもしくはアリールオキシ基、アミド基、チオアルキルもしくはチオアリール基、アルキルスルホニルもしくはアリールスルホニル基、アルキルスルフィニルもしくはアリールスルフィニル基、トリフルオロメチル基、またはホスホノ基であり、ここでR1およびR2は、水素原子、C1〜8アルキル基、またはアリールもしくはアラルキル基であり、そしてR10は−C(O)CH2C(O)CH3基であり、R11は水素原子またはアシル基であるか、あるいは、R10およびR11は−C(O)CH2C(O)CH3基である)
    の化合物。
  11. 式Iの化合物を適切なカップリング成分と反応させて、式:
    Figure 2005518373

    (R5、R6およびR8は請求項1における定義のとおりであり、そしてAはカップリング成分の基である)
    の化合物を形成させる、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
  12. 一般式:
    Figure 2005518373

    (式中、R5、R6およびR8は、互いに独立して、水素原子、ニトロ基、スルホ基、ハロゲン原子、プソイドハロゲン、COOR1もしくはCONHR2基、またはC1〜8アルキル、C1〜8アルコキシもしくはアリールオキシ基、アミド基、チオアルキルもしくはチオアリール基、アルキルスルホニルもしくはアリールスルホニル基、アルキルスルフィニルもしくはアリールスルフィニル基、トリフルオロメチル基、またはホスホノ基であり、ここでR1およびR2は、水素原子、C1〜8アルキル基、またはアリールもしくはアラルキル基である)
    の化合物であって、異性体純度が95%を超える、特に98%以上である化合物。
JP2003551114A 2001-12-11 2002-12-03 4−メチル−7−アミノキノロンの製造方法 Pending JP2005518373A (ja)

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