JP4523093B2

JP4523093B2 - ２−アミノ−ブロモピラジン類の製造方法

Info

Publication number: JP4523093B2
Application number: JP26635099A
Authority: JP
Inventors: 智之玉島
Original assignee: Koei Chemical Co Ltd
Current assignee: Koei Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2019-09-20
Also published as: JP2001089460A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶媒中、脱臭化水素剤の存在下、少なくとも１つの水素原子をピラジン核に有する２−アミノピラジン類を臭素と反応させて２−アミノ−ブロモピラジン類を製造する方法に関するものである。２−アミノ−ブロモピラジン類は医薬原料等として有用な化合物である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶媒中、脱臭化水素剤の存在下、少なくとも１つの水素原子をピラジン核に有する２−アミノピラジン類を臭素と反応させて２−アミノ−ブロモピラジン類を製造する方法は公知であり、反応溶媒としてハロゲン化水素が使用されている。例えば、クロロホルム溶媒中、脱臭化水素剤としてのピリジンの存在下、２−アミノ−５−メチルピラジン又は２−アミノ−３−メチルピラジンを、臭素と室温で反応させて２−アミノ−３−ブロモ−５−メチルピラジン又は２−アミノ−５−ブロモ−３−メチルピラジンを製造する方法［ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，１７，１４３（１９８０）］、また同様の方法で２−アミノピラジンから２−アミノ−５−ブロモピラジン及び／又は２−アミノ−３，５−ジブロモピラジンを製造する方法［ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９，６７３（１９８２）］が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来法は、いずれも反応溶媒であるクロロホルムを原料の２−アミノピラジン類１重量部に対して約１６０重量部使用している。本発明者らは従来の２−アミノ−ブロモピラジン類の製造において大量に使用されている反応溶媒の使用量の低減について検討を行った。従来法によれば、例えば２−アミノ−５−メチルピラジンから２−アミノ−３−ブロモ−５−メチルピラジンが収率７４％で得られているが、後述の比較例のとおり溶媒としてのクロロホルムの使用量を少なくすると目的とする２−アミノ−３−ブロモ−５−メチルピラジンの収率が低下することが判明した。このように従来法は、溶媒を大量に使用しなければらないため容器効率が悪く、工業的に２−アミノ−ブロモピラジン類を製造するには適した方法とは言い難い。
したがって本発明は、溶媒中、脱臭化水素剤の存在下、少なくとも１つの水素原子をピラジン核に有する２−アミノピラジン類を臭素と反応させて２−アミノ−ブロモピラジン類を製造する方法において、溶媒の使用量を少なくして２−アミノ−ブロモピラジン類を好収率で製造できる生産性のよい方法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った。その結果、上記従来法のクロロホルムを溶媒として使用する方法において、クロロホルムにエーテル類及びエステル類からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を添加すると、従来に比べて少ない溶媒量で目的の２−アミノ−ブロモピラジン類を収率よく製造できた。更に検討したところクロロホルムに代えてエーテル類及びエステル類からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物だけを溶媒として使用しても、従来に比べて少ない溶媒量で目的の２−アミノ−ブロモピラジン類を収率よく製造できたのである。
このようにエーテル類及びエステル類からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物又は当該化合物とハロゲン化炭化水素の混合物を溶媒として使用すると、従来に比べて少ない溶媒量で目的の２−アミノ−ブロモピラジン類を収率よく製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち本発明は、溶媒中、脱臭化水素剤の存在下、少なくとも１つの水素原子をピラジン核に有する２−アミノピラジン類を臭素と反応させて２−アミノ−ブロモピラジン類を製造する方法において、エーテル類及びエステル類からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物又は当該化合物とハロゲン化炭化水素の混合物を溶媒として使用することを特徴とする２−アミノ−ブロモピラジン類の製造方法に関する。
【０００６】
本発明は、従来に比べて溶媒の使用量を少なくして反応を行っても好収率で２−アミノ−ブロモピラジン類を製造できる生産性のよい２−アミノ−ブロモピラジン類の製造法である。また本発明によれば、環境に悪影響を及ぼすクロロホルム等のハロゲン化炭化水素の使用量を少なくして又はハロゲン化炭化水素を使用しなくても２−アミノ−ブロモピラジン類を好収率で製造できる。このように本発明はアミノ−ブロモピラジン類の工業的製造法として優れた方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明において使用する少なくとも１つの水素原子をピラジン核に有する２−アミノピラジン類（以下、単に２−アミノピラジン類という。）は、好ましくは、一般式（１）：
【０００８】
【化２】

（式中、Ｒ₁、Ｒ₂及びＲ₃は互いに同じか又は異なってそれぞれ水素原子、アルキル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基又はハロゲン原子を表し、Ｒ₄及びＲ₅は互いに同じか又は異なってそれぞれ水素原子又はアルキル基を表す。ただしＲ₂及びＲ₃の少なくとも１つは水素原子である。）で示される化合物が挙げられる。上記一般式（１）中、Ｒ₁、Ｒ₂及びＲ₃で表されるアルキル基としては、炭素数１〜６の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数１〜３の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基である。Ｒ₁、Ｒ₂及びＲ₃で表されるアラルキル基としては、ベンゼン核にメチル基、エチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子等の置換基を１つ以上有していてもよいベンジル基及びフェネチル基等が挙げられ、好ましくは、ベンジル基である。Ｒ₁、Ｒ₂及びＲ₃で表されるアリール基としては、メチル基、エチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子等の置換基を１つ以上有していてもよいフェニル基、ナフチル基等が挙げられ、好ましくはフェニル基である。Ｒ₁、Ｒ₂及びＲ₃で表されるアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられ、好ましくはメトキシ基である。またＲ₁、Ｒ₂及びＲ₃で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられ、好ましくは臭素原子である。一般式（１）中、Ｒ₄及びＲ₅で表されるアルキル基は、上記Ｒ₁、Ｒ₂及びＲ₃で表されるアルキル基と同様である。特に好ましい２−アミノピラジン類は、上記一般式（１）において式中のＲ₁、Ｒ₂及びＲ₃が互いに同じか又は異なってそれぞれ水素原子又はアルキル基を表し、Ｒ₄及びＲ₅がそれぞれ水素原子を表す化合物であり、その具体例としては、２−アミノピラジン、２−アミノ−３−メチルピラジン、２−アミノ−５−メチルピラジン、２−アミノ−６−メチルピラジン等が挙げられる。
【０００９】
本発明においては、２−アミノピラジン類を臭素と反応させる際に、溶媒としてエーテル類及びエステル類からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物又は当該化合物とハロゲン化炭化水素の混合物を使用することが重要である。
【００１０】
エーテル類としては、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル等の脂肪族エーテル類、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン等の脂環式エーテル等が挙げられる。またエステル類としては、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、吉草酸メチル、吉草酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル等の脂肪族カルボン酸のアルキルエステルが挙げられる。
【００１１】
本発明の溶媒がエーテル類及びエステル類からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物とハロゲン化炭化水素との混合物であるとき、ハロゲン化炭化水素としては、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、塩化エチル、塩化エチレン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン等が挙げられる。このとき混合物中のエーテル類及びエステル類からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物の含有量は通常５重量％以上、好ましくは１０重量％以上となるようにするのがよい。混合物中のエーテル類及びエステル類からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物の含有量が上記範囲よりも少なくてもハロゲン化炭化水素だけを溶媒としたときに比べて溶媒の使用量を少なくして目的物を好収率で製造することができるが、上記範囲であれば溶媒の量をより少なくすることができる。
【００１２】
本発明の溶媒の使用量は、２−アミノピラジン類１重量部に対して通常５〜１５０重量部、好ましくは３０〜８０重量部であり、使用量が多い程目的物の収率が向上する傾向がある。溶媒の使用量が５重量部よりも少ないと収率が低くなり、一方１５０重量部よりも多く使用しても反応には特に問題はないが容器効率が悪くなることから上記範囲がよい。
【００１３】
本発明によれば、反応に使用した２−アミノピラジン類から該２−アミノピラジン類がピラジン核に有する少なくとも１つの水素原子が少なくとも１つ臭素原子に置換された２−アミノ−ブロモピラジン類が得られる。例えば、上記一般式（１）で示される２−アミノピラジン類からは、当該２−アミノピラジン類における式中のＲ₂及びＲ₃の少なくとも１つの水素原子が少なくとも１つ臭素原子に置換された２−アミノ−ブロモピラジン類が製造できる。そして一般式（１）で示される２−アミノピラジン類において式中のＲ₂又はＲ₃のいずれか一方が水素原子であり、他方が水素原子以外の置換基であるとき、Ｒ₂又はＲ₃のいずれかである水素原子が臭素原子に置換された２−アミノ−モノブロモピラジン類が得られる。また一般式（１）中のＲ₂及びＲ₃の両者が水素原子であるとき、これら水素原子のいずれか１つが臭素原子に置換された２−アミノ−モノブロモピラジン類及び／又はこれら水素原子の両者が臭素原子に置換された２−アミノ−ジブロモピラジン類が得られ、臭素の使用量が多くなるにしたがって２−アミノ−ジブロモピラジン類の生成割合が増大する。
【００１４】
本発明における臭素の使用量は、２−アミノピラジン類及び目的とする２−アミノ−ブロモピラジン類に応じて、２−アミノピラジン類１モルに対して通常０．５〜５モル、好ましくは０．９〜３モルの範囲から適宜選択される。
【００１５】
２−アミノピラジン類がピラジン核に水素原子を１つだけ有するときには、上記臭素の使用量の範囲において対応する２−アミノ−モノブロモピラジン類を好収率で得ることができるが、特に好ましくは２−アミノピラジン類１モルに対して０．９〜１．１モルの臭素を使用するのがよい。
【００１６】
また２−アミノピラジン類がピラジン核に水素原子を２個有するときには、２−アミノ−モノブロモピラジン類及び／又は２−アミノ−ジブロモピラジン類が生成し、上記臭素の使用量の範囲において少量であるときに２−アミノ−モノブロモピラジン類が選択的に生成し、使用量が多くなるにしたがって２−アミノ−ジブロモピラジン類の生成割合が増大し、最終的に２−アミノ−ジブロモピラジン類が選択的に生成する。２−アミノブロモピラジン類１モルに対する臭素の使用量が１．３モル以下、好ましくは０．９〜１．１モルのとき２−アミノ−モノブロモピラジン類が主生成物として好収率で生成し、２−アミノブロモピラジン類１モルに対する臭素の使用量が１．８モル以上、好ましくは１．８〜２．２モルのとき２−アミノ−ジブロモピラジン類が主生成物として好収率で生成する。
【００１７】
また本発明には脱臭化水素剤を使用する。脱臭化水素剤としては、従来公知のものが使用できる。脱臭化水素剤の具体例としては、ピリジン、ピコリン、ルチジン等のピリジン塩基類、トリエチルアミン、トリｎ−ブチルアミン、トリｎ−アミルアミン、トリエチレンジアミン等の第３級アミン、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等のカルボン酸塩類などが挙げられ、好ましくはピリジン塩基類である。
【００１８】
脱臭化水素剤の使用量は、本発明の反応により副生する臭化水素の生成量に基づいて決定され、副生する臭化水素と等モル以上の脱臭化水素剤が用いられるが、通常反応に使用する臭素１モルに対して１モル以上の脱臭化水素剤が使用され、好ましくは臭素と等モルの脱臭化水素剤を使用する。
【００１９】
また本発明の反応を実施する方法としては、例えば、２−アミノピラジン類及び溶媒の混合物に、攪拌下、臭素又は臭素と溶媒との混合物を加えて反応させる方法が挙げられる。反応温度は、通常−１０℃〜１００℃、好ましくは３０〜６０℃である。また、反応圧は特に制限はなく、減圧下、常圧下及び加圧下のいずれでも反応を行うことができるが、常圧下で反応を行うのが簡便である。
【００２０】
反応終了後の反応混合物からは、従来公知の単離精製操作を行って２−アミノ−ブロモピラジン類を容易に単離することができる。
【００２１】
【実施例】
以下に実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明を以下の実施例のみに限定するものではない。以下の実施例における転化率及び収率は、以下の定義にしたがって計算した。
【００２２】
【数１】

【００２３】
【数２】

【００２４】
実施例１
２−アミノ−５−メチルピラジン５．５ｇ（０．０５０モル）、ピリジン４．２ｇ（０．０５３モル）及び１，４−ジオキサン２４０ｇの混合物に、攪拌下、４０℃で臭素８．５ｇ（０．０５３モル）を０．５時間かけて滴下し、その後同温度で１．５時間撹拌して反応させた。反応終了後の反応液を室温まで冷却し、１０ｇの水を加えてしばらく撹拌し、次いで静置して２層に分液させた。分液した上層を取り出し、得られた溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、２−アミノ−５−メチルピラジンの転化率は９９．９％及び２−アミノ−３−ブロモ−５−メチルピラジンの収率は７８％であった。
【００２５】
比較例１
実施例１において１，４−ジオキサン２４０ｇに代えてクロロホルム２７０ｇを使用し、反応温度を１９〜２６℃とした以外は実施例１と同様に行った。その結果、２−アミノ−５−メチルピラジンの転化率は９９．９％及び２−アミノ−３−ブロモ−５−メチルピラジンの収率は５０％であった。
【００２６】
実施例２
実施例１において１，４−ジオキサン２４０に代えて１，４−ジオキサン４４ｇとクロロホルム１９６ｇの混合溶媒を使用した以外は実施例１と同様に行った。その結果、２−アミノ−５−メチルピラジンの転化率は９９．９％及び２−アミノ−３−ブロモ−５−メチルピラジンの収率は７５％であった。
【００２７】
実施例３
実施例１において１，４−ジオキサンに代えて酢酸エチル２４０ｇを使用した以外は実施例１と同様に行った。その結果、２−アミノ−５−メチルピラジンの転化率は９９．９％及び２−アミノ−３−ブロモ−５−メチルピラジンの収率は７１％であった。

Claims

溶媒中、ピリジン塩基類又は第３級アミンからなる脱臭化水素剤の存在下、一般式（１）：

（式中、Ｒ ₁ は水素原子、アルキル基、アラルキル基、アリール基、ニトロ基又はハロゲン原子を表し、Ｒ ₂ 及びＲ ₃ はそれぞれアルキル基及び水素原子を表し、Ｒ ₄ 及びＲ _５は互いに同じか又は異なってそれぞれ水素原子又はアルキル基を表す。）で示される２−アミノピラジン類を臭素と反応させて２−アミノ−３−ブロモ−５−アルキルピラジン類を製造する方法において、脂環式エーテル類及び脂肪族カルボン酸のアルキルエステル類からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物又は当該化合物とハロゲン化炭化水素の混合物を溶媒として使用することを特徴とする２−アミノ−３−ブロモ−５−アルキルピラジン類の製造方法。