JPH04330064A - 5−アルコキシヒダントイン類の製造方法 - Google Patents
5−アルコキシヒダントイン類の製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
イン類の製造方法に関する。5−アルコキシヒダントイ
ン類は医薬、農薬および機能材の合成中間体として有用
な化合物である。
ヒダントインの5位を2段階の反応によりアルコキシ化
することにより得られている。まず第1段階においてヒ
ダントイン類を酢酸溶媒中(J.Heterocycl
.Chem.7.1289(1970)) または四塩
化炭素や塩化エチレンのようなハロゲン化炭化水素中で
臭素化して5−臭素化ヒダントイン類とし、次いで第2
段階でこの5−臭素化ヒダントイン類にアルコールを作
用させて5−アルコキシヒダントイン類とする方法が知
られている。
法では、反応生成物は溶媒とアルコールの混合物中に溶
解しており、酢酸を溶媒として用いた場合は、反応液に
水を添加して酢酸・その他の水溶性分を水層に移し、そ
の後、5−アルコキシヒダントイン類を有機溶媒にて抽
出する必要があった。同様にハロゲン化炭化水素を溶媒
に用いた場合は、先ず水洗いによりアルコールを水層に
移し、ついでハロゲン化炭化水素を濃縮して生成物を得
る必要があった。この場合、製品を得るためには更にこ
の濃縮物の再結晶が必要である。
ルコキシヒダントイン類を反応液より分離する際に困難
があった。即ち上記のように反応液に水を添加後有機溶
媒にて抽出するが、酢酸も有機性を有しているために有
機溶媒に抽出される。また、水層も酢酸を含むためにか
なりの量の5−アルコキシヒダントイン類が水層に溶解
し、その結果収率低下の原因となる。さらに、製品の5
−アルコキシヒダントイン類化合物より酢酸分を取り除
く工程も要する。ハロゲン化炭化水素を溶媒として用い
る方法においては、反応速度が小さく、しかもハロゲン
化炭化水素は今日では発ガン性の問題、およびフロン、
ハロン規制によりその使用が禁止される方向にあり、将
来的にこれらのハロゲン化炭化水素を使用することは困
難となってきている。
高価な臭素をヒダントイン類と等モル以上用いる必要が
あり、経済的にも優れた方法とはいい難い。そのうえ、
反応が臭素化とアルコキシ化の二段階に分かれているこ
とが、反応操作の煩雑さおよび収率低下の原因にもなっ
ていた。
本発明者等は効率的なヒダントイン類の5位をアルコキ
シ化する方法を求めて鋭意検討を重ねた。その結果、反
応溶媒として酢酸やハロゲン化炭化水素を用いない、し
かも高価な臭素の使用量の少ない方法を見出し本発明を
完成するに到った。即ち、本発明の要旨は一般式(1)
で表わされるヒダントイン類
アルキル基、アリール基、またはアラルキル基を示す。 〕をアルコール中、臭素および/またはヨウ素の存在下
に塩素を加えて反応させることを特徴とする、一般式(
2)で表わされる5−アルコキシヒダントイン類の製造
方法に関するものである。
アルキル基、アリール基、またはアラルキル基を示し、
Rは炭素数1〜6のアルキル基を示す。〕
ルコキシ化時に使用するのと同じ種類のアルコールを用
いるため、ヒダントイン類の5−ハロゲン化と同時に次
工程のアルコキシ化反応が同じ反応系内において速やか
に進行する。この結果、反応は見かけ上一段階反応とな
り、副反応も起こり難くなるので、操作性も向上し、し
かも高収率で5−アルコキシヒダントイン類を得ること
ができる。
類のハロゲン化時に1モル、そしてアルコキシ化時にも
う1モルのハロゲン化水素が生成するが、このハロゲン
化水素は反応系に安価な塩素を加えることにより、下記
の反応式によって臭素またはヨウ素に酸化され、再びハ
ロゲン化剤として使用される。さらに、塩素、臭素、ヨ
ウ素および反応時に生じたハロゲン化水素のアルコール
への溶解度は大きく、反応系外に出ていくことがほとん
どないため、反応系に加えた臭素あるいはヨウ素は効率
的にリサイクルすることになり、有効に利用される。そ
の結果、本発明の方法においては臭素あるいはヨウ素の
使用量を大幅に削減することが可能となり、経済的に優
位な方法となる。
。Xは臭素またはヨウ素を表わす。〕
コール類としては、反応温度において水溶性液体であり
、加えるハロゲン類と反応しないものであれば何れも使
用可能である。一般的には炭素数が1〜6のアルコール
であるが、ハロゲン原子やアルコキシ基等、反応系内に
おいて変化しない置換基を有するアルコール類の使用も
可能である。無置換アルコールの一例を示すと、メタノ
ール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパ
ノール、シクロプロパノール、n−ブタノール、iso
−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノ
ール、シクロブタノール、シクロプロピルメタノール、
メチルシクロプロパノール、n−ペンタノール、iso
−ペンタノール、sec−ペンタノール、tert−ペ
ンタノール、シクロペンタノール、n−ヘキサノール、
iso−ヘキサノール、sec−ヘキサノール、ter
t−ヘキサノール、シクロヘキサノール等である。
ても良いし、反応時に反応系内に存在するハロゲン類と
反応しないで水溶性を阻害しない限りいかなる置換基を
有していてもよい。たとえばハロゲン、エーテル基など
を含んでいてもよく、それら置換基の一例としてはフル
オロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基、メトキシ基、
エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などがある。ま
たエチレングリコール等の二価アルコール類、あるいは
グリコール等の多価アルコール類も反応に供する反応基
質であるヒダントイン類の濃度を低くすれば使用可能で
ある。好ましくは炭素数1〜6の低級アルコール類が好
適に用いられる。その例としてはメタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサ
ノールなどが挙げられる。
表わされるヒダントイン類としては、反応系内に存在す
るハロゲン類と反応しない置換基をヒダントイン環の1
位、3位および5位に有するヒダントイン類化合物であ
れば、いかなるものでも用いることができる。1位、3
位および5位の全部が各々独立して無置換であっても置
換していてもよい。5位の炭素原子においては一置換ま
で許される。置換基としては一般的に低級アルキル基、
アリール基またはアラルキル基等があるが、これら置換
基はハロゲン原子やエーテル結合等、反応に関与しない
置換基や結合を含んでいても全くさしつかえない。1位
、3位および5位に置換する置換基の一例としては、た
とえば水素、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、ペンチル基、ヘキシル基、および炭素数が7〜12
のアルキル基、フェニル基およびハロゲンやアルコキシ
基の置換したフェニル基、ベンジル基およびハロゲンや
アルコキシ基の置換したアラルキル基等があるが、反応
が進みさえすれば、これらの範囲に限定されるものでは
ない。
の一例としてはヒダントイン、1−メチルヒダントイン
、1−エチルヒダントイン、1−プロピルヒダントイン
、1−ブチルヒダントイン、1−ペンチルヒダントイン
、1−ヘキシルヒダントイン、3−メチルヒダントイン
、3−エチルヒダントイン、3−プロピルヒダントイン
、3−ブチルヒダントイン、3−ペンチルヒダントイン
、3−ヘキシルヒダントイン、1,3−ジメチルヒダン
トイン、1−シクロヘキシルヒダントイン、1−ベンジ
ルヒダントイン、3−ベンジルヒダントイン、1−(2
−フェニルエチル)ヒダントイン、3−(4−フルオロ
フェニル)ヒダントイン、3−(4−クロロフェニル)
ヒダントイン、3−(4−ブロモフェニル)ヒダントイ
ン、3−(4−ヨードフェニル)ヒダントイン、3−(
3,5−ジクロロフェニル)ヒダントイン、3−(3,
4−ジクロロフェニル)ヒダントイン、3−(3−クロ
ロ−5−フルオロフェニル)ヒダントイン、3−(3,
5−ジクロロフェニル)−1−メチルヒダントイン、3
−(3,5−ジクロロフェニル)−1−メチルヒダント
イン、5−フェニルヒダントイン、1,5−ジフェニル
ヒダントイン、3−ベンジル−1,5−ジフェニルヒダ
ントインなどがあるが、ここに示す範囲になんら限定さ
れるものではない。
基、フェニル基、ベンジル基、3位に水素原子、メチル
基、フェニル基、ベンジル基、4−クロロフェニル基、
3,5−ジクロロフェニル基、5位に水素原子、フェニ
ル基を有するものが工業上の見地から有用である。その
具体例としては1−メチルヒダントイン、3−メチルヒ
ダントイン、1−ベンジルヒダントイン、3−(3,5
−ジクロロフェニル)ヒダントイン、3−(3,5−ジ
クロロフェニル)−1−メチルヒダントイン、3−ベン
ジル−1,5−ジフェニルヒダントインなどが挙げられ
る。
の濃度はアルコール中1〜5モル位が好ましい。この濃
度範囲より薄いと経済的でなく、濃いとヒダントイン類
化合物が溶媒に溶解しなくなる。反応に用いる臭素およ
び/またはヨウ素の量は通常、臭素の場合にはヒダント
イン類に対して0.05〜0.4モル倍が好ましく、さ
らに好ましくは0.1〜0.2モル倍である。ヨウ素の
場合には0.002〜0.1モル倍が好ましく、さらに
好ましくは0.01〜0.05モル倍である。モル比が
この範囲より大きくても反応はなんら支障を受けずに進
行するが、経済的に不利となる。また、モル比がこの範
囲より小さい場合には反応は収率良く進行するが反応速
度が小さくなる。
は50℃〜200℃の範囲が好ましい。反応系への塩素
の添加方法としては、反応液への吹き込みによる方法が
一般的である。塩素の吹き込み量は通常ヒダントイン類
に対して0.8〜1.5モル倍であり、好ましくは1.
0〜1.3モル倍である。塩素吹き込みの速度は基質の
ヒダントイン類の濃度や反応温度、さらに臭素あるいは
ヨウ素の量によっても左右される。吹き込み速度を決定
する一番の要因は、反応系内で生じた臭化水素あるいは
ヨウ化水素を効率的に臭素あるいはヨウ素へとリサイク
ルに要する時間であるが、この反応は非常に速く進むた
め、塩素の吹き込み速度に実質上の制限はない。通常の
反応においては塩素吹き込み時間の目安は0.5〜6時
間位である。なお、臭素および/またはヨウ素を臭化水
素および/またはヨウ化水素として反応系に加えても反
応には何等支障はない。
易である。本発明の方法においては反応溶媒は水溶性の
アルコールであるので、反応後の反応液に単に水を加え
るだけで5−アルコキシヒダントイン類が水に難溶性で
あるため容易に析出し、結晶として取得することができ
る。
例としては、5−メトキシ−1−メチルヒダントイン、
5−エトキシ−1−メチルヒダントイン、1−メチル−
5−プロポキシヒダントイン、5−ブトキシ−1−メチ
ルヒダントイン、1−メチル−5−ペンチルオキシヒダ
ントイン、5−ヘキシルオキシ−1−メチルヒダントイ
ン、5−メトキシ−3−メチルヒダントイン、3−エチ
ル−5−メトキシヒダントイン、5−メトキシ−3−プ
ロピルヒダントイン、3−ブチル−5−メトキシヒダン
トイン、5−ペンチルオキシ−3−プロピルヒダントイ
ン、5−プロポキシ−3−プロピルヒダントイン、5−
ブトキシヒダントイン、5−ブトキシ−3−メチルヒダ
ントイン、1,3−ジメチル−5−メトキシヒダントイ
ン、5−(2−ブロモエトキシ)−1−メチルヒダント
イン、5−(2−メトキシエトキシ)−1−メチルヒダ
ントイン、5−(2−ヒドロキシエトキシ)−1−メチ
ルヒダントイン、1−シクロヘキシル−5−エトキシヒ
ダントイン、1−ベンジル−5−エトキシヒダントイン
、1−(2−フェニルエチル)−5−エトキシヒダント
イン、1−ベンジル−5−プロポキシヒダントイン、3
−ベンジル−5−メトキシヒダントイン、3−(4−フ
ルオロフェニル)−5−メトキシヒダントイン、3−(
4−クロロフェニル)−5−メトキシヒダントイン、3
−(4−ブロモフェニル)−5−メトキシヒダントイン
、3−(4−ヨードフェニル)−5−メトキシヒダント
イン、3−(3,5−ジクロロフェニル)−5−メトキ
シヒダントイン、3−(3,4−ジクロロフェニル)−
5−メトキシヒダントイン、3−(3−クロロ−5−フ
ルオロフェニル)−5−メトキシヒダントイン、3−(
3,5−ジクロロフェニル)−1−メチル−5−メトキ
シヒダントイン、3−(3,5−ジクロロフェニル)−
5−エトキシ−1−メチルヒダントイン、3−(3,5
−ジクロロフェニル)−1−メチル−5−プロポキシヒ
ダントイン、5−ブトキシ−3−(3,5−ジクロロフ
ェニル)−1−メチルヒダントイン、5−エトキシ−5
−フェニルヒダントイン、1,5−ジフェニル−5−メ
トキシヒダントイン、3−ベンジル−1,5−ジフェニ
ル−5−メトキシヒダントイン、1,5−ジフェニル−
5−エトキシヒダントイン、1,5−ジフェニル−5−
ペントキシヒダントインなどがあるが、ここに示す範囲
になんら限定されるものではない。
に水素原子、メチル基、フェニル基、ベンジル基、3位
に水素原子、メチル基、フェニル基、ベンジル基、4−
クロロフェニル基、3,5−ジクロロフェニル基、5位
に水素原子またはフェニル基とメトキシ基、エトキシ基
、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキ
シルオキシ基を合わせ持つヒダントイン化合物が工業的
に特に有用である。このようにして得られた5−アルコ
キシヒダントイン類は、常法により医薬、農薬および機
能材の合成中間体として用いられる。
するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるもの
ではない。 実施例1 1−ベンジルヒダントイン190グラム(1.00モル
)とエタノール760グラムの混合物を75℃に加熱し
、そこに臭素32グラム(0.2モル)を加えた。その
系に同温度で塩素78グラム(1.1モル)を2時間を
要して通気した。塩素通気終了後30分間熟成した。 反応液に水1000グラムを加え、5℃まで冷却後、濾
過にて1−ベンジル−5−エトキシヒダントインの白色
結晶194グラム(0.83モル)を得た(収率83%
)。融点92.5〜93.5℃。
外は実施例1と同様に行い、1−ベンジルヒダントイン
190グラム(1.00モル)より1−ベンジル−5−
プロポキシヒダントインの白色結晶202グラム(0.
81モル)を得た(収率81%)。融点72.5〜73
.5℃。
02モル)を用いた以外は実施例1と同様に行い1−ベ
ンジル−5−エトキシヒダントインの白色結晶190グ
ラム(0.81モル)を得た(収率81%)。融点92
.5〜93.5℃。
とメタノール600グラムの混合物を70℃に加熱し、
そこに臭素16グラム(0.1モル)を加えた。その系
に同温度で塩素75グラム(1.06モル)を0.5時
間を要して通気した。塩素通気終了後30分間熟成した
。反応液に水1000グラムを加え、5℃まで冷却後、
濾過にて5−メトキシ−1−メチルヒダントインの白色
結晶148グラム(0.85モル)を得た(収率85%
)。融点94.0〜95.0℃。
ロフェニル)−1−メチルヒダントイン259グラム(
1.00モル)を反応の基質として用いた以外は実施例
4と同様に行い、3−(3,5−ジクロロフェニル)−
1−メチル−5−メトキシヒダントインの白色結晶25
4グラム(0.88モル)を得た(収率88%)。融点
98.0〜99.0℃。
−ジフェニルヒダントイン342グラム(1.00モル
)を用いた以外は実施例4と同様に行い3−ベンジル−
1,5−ジフェニル−5−メトキシヒダントインの結晶
330グラム(0.89モル)を得た(収率89%)。 融点129.0〜130.0℃。
とブタノール400グラムの混合物を100℃に加熱し
、そこにヨウ素3グラム(0.01モル)を加えた。 その系に同温度で塩素75グラム(1.06モル)を0
.5時間を要して通気した。塩素通気終了後30分間熟
成した。反応液に水500グラムを加え、5℃まで冷却
後、濾過にて5−ブトキシ−3−メチルヒダントインの
結晶157グラム(0.84モル)を得た(収率84%
)。融点39.0〜40.0℃。
溶媒としての酢酸や発ガン性およびフロン、ハロン規制
で問題になっているハロゲン化炭化水素を用いる事なく
ヒダントイン類化合物より5−アルコキシヒダントイン
類を製造することができる。この際、従来法ではヒダン
トイン類と等モルの高価な臭素が必要であったが、本発
明の方法においては少量の臭素および/またはヨウ素を
塩素を用いて酸化還元を繰り返して使用することができ
るため経済的にも有利である。また、従来は二段階の反
応で5−アルコキシヒダントイン類を得ているが、本方
法によれば見かけ上一段階反応で5−アルコキシヒダン
トイン類が製造できるため、工程的にも収率的にも有利
である。さらに、従来法とは異なり、反応液からの生成
物の単離も簡単で、単に反応液に水を加えるだけで高品
質の製品を得ることができるので、工程上、収率的にも
さらに経済的にも有利な方法である。
Claims (4)
- 【請求項1】 一般式(1)で表わされるヒダントイ
ン類 【化1】 〔式中、R1 、R2 およびR3 は水素原子、低級
アルキル基、アリール基、またはアラルキル基を示す。 〕をアルコール中、臭素および/またはヨウ素の存在下
に塩素を加えて反応させることを特徴とする、一般式(
2)で表わされる5−アルコキシヒダントイン類の製造
方法。 【化2】 〔式中、R1 、R2 およびR3 は水素原子、低級
アルキル基、アリール基、またはアラルキル基を示し、
Rは炭素数1〜6のアルキル基を示す。〕 - 【請求項2】 請求項1記載のアルコールが、炭素数
1〜6のアルコールである請求項1記載の製造方法。 - 【請求項3】 請求項1記載の臭素の使用量が、ヒダ
ントイン類に対して0.05〜0.4モル倍である請求
項1記載の製造方法。 - 【請求項4】 請求項1記載のヨウ素の使用量が、ヒ
ダントイン類に対して0.002〜0.1モル倍である
請求項1記載の製造方法。
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---|---|---|---|
JP12865991A JP2750960B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 5−アルコキシヒダントイン類の製造方法 |
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