JPH0551368A - ベンゾアゾロン類の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ｏ−ニトロアニリン類、ｏ−ニトロフエノール
類、ｏ−ニトロチオフエノール類、ｏ−フエニレンジア
ミン類、ｏ−アミノフエノール類、ｏ−アミノチオフエ
ノール類、2,2'−ジニトロジフエニルジスルフイド類の
ような化合物を出発物質として用いて、一酸化炭素を直
接の原料として用いることなく、単一の反応操作にて高
収率高純度にて対応するベンゾアゾロン類を製造する方
法を提供するにある。 【構成】水又は水を含む有機溶剤中にて、一般式Ｉ 【化１】 （式中、Ｘはニトロ基又はアミノ基を示し、Ｙはアミノ
基、水酸基又はメルカプト基を示し、Ｒは水素又は反応
に関与しない不活性な置換基を示す。）で表わされる化
合物、又は一般式II 【化２】 （式中、Ｒは前記と同じである。）で表わされる化合物
をギ酸塩、イオウ及び塩基の存在下で加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機酸塩を用いるベン
ゾアゾロン類の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ベンゾアゾロン類は、例えば、精神神経
用薬、抗アレルギー薬、抗ヒスタミン薬等の医薬品や顔
料の製造に広く用いられている。このようなベンゾアゾ
ロン類のうち、例えば、ベンゾイミダゾロン類は、主と
して、ベンゼン、トルエン、クロロホルム等の有機溶剤
中にてｏ−フエニレンジアミンにホスゲンを作用させる
か、又は尿素を用いる方法によつて製造されている。し
かし、ホスゲンを用いる方法は、ホスゲンが極めて有毒
であるので、危険を伴うこと、また、生産設備が巨大な
ものになると共に、立地条件が制約されるために、汎用
性に欠ける等の多くの問題を有する。他方、尿素を用い
る方法は、比較的温和な反応条件を採用することができ
るが、純度、収率共にホスゲンを用いる方法に比べて劣
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、かかる
問題を解決するために、既に、特公昭５７−９７６８号
公報に記載されているように、所謂ワン・ポツト方式に
て、還元、カルボニル化及び環化を行なつて、高収率で
ベンゾアゾロン類を製造する方法を提案している。この
方法は、工程数が少なく、また、汎用の装置にて行なう
ことができる利点を有するものの、一酸化炭素を原料の
一つとして用いるために、製造費用が幾分高いことと、
危険を伴う問題がある。

【０００４】本発明は、かかる問題を解決するためにな
されたものであつて、一酸化炭素を直接の原料として用
いることなく、単一の反応操作にて高収率で高純度のベ
ンゾアゾロン類を製造する方法を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるベンゾアゾ
ロン類の製造方法は、水又は水を含む有機溶剤中にて、
一般式Ｉ

【０００６】

【化１】

【０００７】（式中、Ｘはニトロ基又はアミノ基を示
し、Ｙはアミノ基、水酸基又はメルカプト基を示し、Ｒ
は水素又は反応に関与しない不活性な置換基を示す。）
で表わされる化合物、又は一般式II

【０００８】

【化２】

【０００９】（式中、Ｒは前記と同じである。）で表わ
される化合物をギ酸塩、イオウ及び塩基の存在下で加熱
することを特徴とする。本発明において、ベンゾアゾロ
ン類とは、ベンゾイミダゾロン類、ベンゾオキサゾロン
類及びベンゾチアゾロン類を総称するものとする。

【００１０】本発明の方法において、出発物質として用
いる前記一般式Ｉで表わされる化合物としては、ｏ−ニ
トロアニリン類、ｏ−ニトロフエノール類、ｏ−ニトロ
チオフエノール類、ｏ−フエニレンジアミン類、ｏ−ア
ミノフエノール類及びｏ−アミノチオフエノール類を挙
げることができる。また、前記一般式IIで表わされる2,
2'−ジニトロジフエニルジスルフイド類も出発物質とし
て同様に用いることができる。

【００１１】前記一般式Ｉ及びIIにおいて、Ｒは水素又
は反応に関与しない不活性な置換基を示す。即ち、本発
明においては、出発物質は、芳香環上に反応に関与しな
い不活性な置換基、例えば、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、ブチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキ
シ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、フ
エニル基、ベンジル基、トリル基等のアリール基、塩
素、臭素、ヨウ素、フツ素等のハロゲン原子等を芳香環
上に有していてもよい。このような置換基を有するｏ−
ニトロアニリン類としては、例えば、４−クロロ−２−
ニトロアニリン、４−メチル−２−ニトロアニリン、４
−メトキシ−２−ニトロアニリン、４−メチル−２−ニ
トロフエノール等を挙げることができる。

【００１２】本発明の方法によれば、ｏ−ニトロアニリ
ン類又はｏ−フエニレンジアミン類からそれぞれ対応す
るベンゾイミダゾロン類を得ることができ、ｏ−ニトロ
フエノール類又はｏ−アミノフエノール類からそれぞれ
対応するベンゾオキサゾロン類を得ることができ、ま
た、ｏ−ニトロチオフエノール類、ｏ−アミノチオフエ
ノール類又は2,2'−ジニトロジフエニルジスルフイド類
からそれぞれ対応するベンゾチアゾロン類を得ることが
できる。

【００１３】本発明の方法において用いるイオウは、好
ましくは粉末状であつて、一般の市販品をそのまま用い
ることができる。イオウは、用いる量が多いほど、反応
速度が増大するが、通常は、出発物質に対して、１〜７
倍モル、好ましくは４倍モル程度が用いられる。本発明
の方法によれば、何ら理論によつて制限されるものでは
ないが、先ず、有機酸塩、例えば、ギ酸塩が塩基の存在
下に熱分解して一酸化炭素を生成し、これがイオウと反
応して硫化カルボニル（ＣＯＳ）を生成し、この硫化カ
ルボニルは更に水と反応して硫化水素と二酸化炭素を生
成し、かくして、本発明による方法においては、反応系
に硫化カルボニルと硫化水素とが共存し、前者はカルボ
ニル化剤、後者は還元剤として作用するものとみられ
る。

【００１４】即ち、例えば、出発物質として、ｏ−ニト
ロアニリン類を用いた場合は、反応経路を

【００１５】

【化３】

【００１６】に示すように、先ず、硫化水素又は硫化水
素イオンによつてニトロ基が還元されて対応するｏ−フ
エニレンジアミン類を生成し、その一つのアミノ基に硫
化カルボニルが作用して、対応する２−アミノフエニル
カルバモチオ酸を生成し、その後、硫化水素脱離が起こ
つて、対応するベンゾイミダゾロン類を与えるものとみ
られる。ｏ−ニトロフエノール類の場合も同様である。

【００１７】2,2'−ジニトロジフエニルジスルフイド類
の場合も、同様に、先ず、対応するｏ−アミノチオフエ
ノール類への還元が起こつて、ｏ−ニトロチオフエノー
ル類が生成し、

【００１８】

【化４】

【００１９】に示すように、以下、前述したと同様に反
応が進行するものとみられる。本発明においては、ギ酸
塩としては、ギ酸アンモニウム、ギ酸カリウム、ギ酸エ
チル、ギ酸銅等が好ましく用いられる。これらのなかで
は、特に、ギ酸アンモニウムが好ましい。かかるギ酸塩
は、通常、出発物質に対して、３〜１０倍モル、好まし
くは４〜７倍モル程度が用いられる。

【００２０】尚、ギ酸カリウムを用いる場合は、これが
塩基を兼ねるためであるとみられるが、特に、塩基の存
在を必要としない。また、本発明においては、上記のよ
うなギ酸塩に代えて、酢酸アンモニウムも比較的好適に
用いることができる。塩基としては、アルカリ金属及び
アルカリ土類金属の炭酸塩、重炭酸塩、水酸化物等の無
機塩基や有機アミン類等の有機塩基が用いられるが、好
ましくは無機塩基、特に、炭酸カリウムが好ましく用い
られる。このような塩基は、通常、出発物質に対して、
１〜３倍モル、好ましくは1.５倍モル程度が用いられ
る。本発明の方法によれば、かかる塩基を用いることに
よつて、目的とするベンゾアゾロン類を高収率にて得る
ことができる。

【００２１】本発明において、水は、前述したように、
イオウとの反応に関与するので、反応系には水の存在が
不可欠である。通常、水は、イオウに対して、３〜４倍
モル量が用いられる。本発明において、有機溶剤は、反
応に有害な影響を与えないもの、特に硫化水素によつて
還元されないものであれば、特に限定されないが、通常
は、極性の高い溶剤、即ち、イオウ、原料物質及び生成
物であるベンゾアゾロン類が高い溶解度を有する溶剤が
好ましく、例えば、Ｎ,N−ジメチルホルムアミド、Ｎ,N
−ジメチルアセトアミド、1,３−ジメチルイミダゾリジ
ノン等が好ましく用いられる。

【００２２】本発明による方法は、加圧下で行なわれ
る。実施例における程度のスケールでは、反応圧力は、
ギ酸塩の分解によつて、１２Kg／cm² 程度になる。反応
温度は、通常、１５０〜２００℃、反応時間は、通常、
７時間以内であり、多くの場合、３時間程度で完了す
る。本発明の方法においては、反応系は、実質的に溶液
状態であるが、反応終了後、反応混合物を常温常圧下に
戻すことによつて、過剰のギ酸塩及びイオウが析出す
る。そこで、一般的には、これを濾別した後、例えば、
１−ブタノールで抽出し、水洗し、１−ブタノールを留
去すれば、ベンゾアゾロン類を得ることができる。この
ようにして得られるベンゾアゾロン類は、通常、精製を
必要しないほどに高純度であるが、必要に応じて、有機
溶剤による洗浄や再結晶によつて精製することができ
る。

【００２３】

【発明の効果】本発明の方法によれば、以上のように、
前記一般式（Ｉ）で表わされる化合物を出発原料とし、
副原料として、ギ酸塩や酢酸アンモニウム、イオウ、塩
基及び水を用いて、単一の反応操作によつてベンゾアゾ
ロン類を得ることができる。特に、ギ酸塩としてギ酸ア
ンモニウムを用い、塩基として炭酸カリウムを用いるこ
とによつて、高収率にて高純度のベンゾアゾロン類を得
ることができる。

【００２４】また、本発明の方法において用いる原料
は、いずれも低廉に且つ容易に入手することができ、し
かも、反応操作及び反応後の処理も簡単であるので、本
発明の方法は、工業上、操作的にまた経済的に非常に有
利である。更に、本発明の方法によれば、直接の副原料
として一酸化炭素を用いる必要がない利点も有する。

【００２５】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。 実施例１ ｏ−ニトロアニリン2.７６ｇ（２０mmol）、イオウ2.５
７ｇ（８０mmol）、ギ酸アンモニウム6.３ｇ（１００mm
ol）、炭酸カリウム4.１４ｇ（３０mmol）及び水２ml
（１１１mmol）を溶剤としてのＮ,N−ジメチルアセトア
ミド４０mlと共に１００ml容量のオートクレーブに仕込
み、１８０℃で３時間攪拌下に加熱した。

【００２６】反応終了後、得られた反応混合物を室温ま
で冷却し、オートクレーブの反応混合物を少量のメタノ
ールで洗い出した後、濾過して、メタノールに不溶性の
過剰のギ酸アンモニウムとイオウを除いた。得られた濾
液を１−ブタノールで抽出し、３回水洗した後、１−ブ
タノールを留去して、固体を析出させた。本発明者らに
よれば、この固体中に残存するイオウ、微量の副生物、
用いた溶剤等は、上記混合溶剤に極めて容易に溶解する
のに対して、ベンゾイミダゾロンは、上記混合溶剤には
殆ど溶解しないので、この固体をｎ−ヘキサン／酢酸エ
チル（７／３容量比）にて洗浄することよつて精製し
て、ベンゾイミダゾロン2.５３ｇを白色結晶として得
た。ｏ−ニトロアニリンに対する理論収率は９4.４％、
高速液体クロマトグラフイーによる純度は９８％であつ
た。

【００２７】尚、本発明の方法によつて得られるベンゾ
イミダゾロンの精製については、再結晶法についても種
々試みたが、高速液体クロマトグラフイーによる純度分
析も含めて、上記混合溶剤による洗浄にまさる精製法
は、現在までのところ、見出されていない。 実施例２ 実施例１において、溶剤として、Ｎ,N−ジメチルホルム
アミド４０mlを用いた以外は、実施例１と同様にして、
ベンゾイミダゾロン2.２６ｇを白色結晶として得た。ｏ
−ニトロアニリンに対する理論収率は８4.３％、高速液
体クロマトグラフイーによる純度は９６％であつた。 実施例３ 実施例１において、溶剤として、1,３−ジメチル−２−
イミダゾリジノン４０mlを用いた以外は、実施例１と同
様にして、ベンゾイミダゾロンを得た。高速液体クロマ
トグラフイーによる収率は９４％であつた。 実施例４ 実施例１において、炭酸カリウムを用いることなく、且
つ、ギ酸アンモニウムに代えて、ギ酸カリウム2.５２ｇ
（３０mmol）を用いた以外は、実施例１と同様に処理し
た。ベンゾイミダゾロンの単離収率は６５％であつた。 実施例５ 実施例１において、ギ酸アンモニウムに代えて、ギ酸銅
（II）１0.９ｇ（１００mmol）を用いた以外は、実施例
１と同様に処理した。ベンゾイミダゾロンの高速液体ク
ロマトグラフイーによる収率は２２％であつた。 実施例６ 実施例１において、ギ酸アンモニウムに代えて、ギ酸エ
チル7.４ｇ（１００mmol）を用いた以外は、実施例１と
同様に処理した。ベンゾイミダゾロンの高速液体クロマ
トグラフイーによる収率は４３％であつた。 実施例７ ｏ−ニトロアニリン2.７６ｇ（２０mmol）、ギ酸アンモ
ニウム6.３ｇ（１００mmol）及び溶剤としてのＮ,N−ジ
メチルホルムアミド４０mlを表１に示す量のイオウ、水
及び炭酸カリウムと共に１００ml容量のオートクレーブ
に仕込み、１８０℃で３時間攪拌下に加熱した。

【００２８】反応終了後、得られた反応混合物を高速液
体クロマトグラフイーにて分析し、反応生成物を定量し
た。一部については、得られた反応混合物を実施例１と
同様に処理して、ベンゾイミダゾロンを単離した。結果
を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】実施例８ 実施例１において、ｏ−ニトロアニリンに代えて、４−
クロロ−２−ニトロアニリン4.８９ｇ（２０mmol）を用
いた以外は、実施例１と同様に処理した。５−クロロベ
ンゾイミダゾロンの単離収率は７６％であつた。 実施例９ 実施例１において、ｏ−ニトロアニリンに代えて、４−
メチル−２−ニトロアニリン3.０４ｇ（２０mmol）を用
いた以外は、実施例１と同様に処理した。５−メチルベ
ンゾイミダゾロンの単離収率は２７％であつた。 実施例１０ 実施例１において、ｏ−ニトロアニリンに代えて、４−
メトキシ−２−ニトロアニリン3.３６ｇ（２０mmol）を
用いた以外は、実施例１と同様に処理した。５−メトキ
シベンゾイミダゾロンの単離収率は３６％であつた。 実施例１１ ｏ−ニトロフエノール2.７８ｇ（２０mmol）、イオウ2.
５７ｇ（８０mmol）、ギ酸アンモニウム6.３ｇ（１００
mmol）、水酸化カリウム1.６８ｇ（３０mmol）及び水２
ml（１１１mmol）を溶剤としてのＮ,N−ジメチルアセト
アミド４０mlと共に１００ml容量のオートクレーブに仕
込み、１７０℃で３時間攪拌下に加熱した。

【００３１】反応終了後、実施例１と同様に処理して、
ベンゾオキサゾロン2.１６ｇを白色結晶として得た。ｏ
−ニトロフエノールに対する理論収率は８８％、高速液
体クロマトグラフイーによる純度は９３％であつた。 実施例１２ 実施例１１において、ｏ−ニトロフエノールに代えて、
４−メチル−２−ニトロフエノール2.７４ｇ（２０mmo
l）を用いた以外は、実施例１０と同様に処理した。５
−メチルベンゾオキサゾロンの単離収率は４３％であつ
た。 実施例１３ 実施例１において、ｏ−ニトロフエノールに代えて、2,
2'−ジニトロジフエニルジスルフイド3.０８ｇ（１０mm
ol）を用いた以外は、実施例１と同様に処理した。純度
９７％のベンゾオキサゾロンを単離収率１１％にて得
た。 実施例１４ 実施例１３において、原料等をオートクレーブに仕込む
前にオートクレーブ内を窒素置換し、空気を除いた雰囲
気中で反応を行なつて、純度９９％のベンゾオキサゾロ
ンを単離収率５３％にて得た。 実施例１５ 実施例１４において、溶剤Ｎ,N−ジメチルアセトアミド
に代えて、Ｎ,N−ジメチルホルムアミド４０mlを用いた
以外は、同様に処理して、純度９８％のベンゾオキサゾ
ロンを白色結晶として単離収率７５％にて得た。 実施例１６ 実施例１において、ｏ−ニトロアニリンに代えて、ｏ−
ニトロチオフエノール3.１０ｇ（２０mmol）を用いた以
外は、実施例１と同様に処理して、純度９７％のベンゾ
チアゾロンを単離収率８９％にて得た。 参考例 本参考例においては、反応条件下でのガスの質量分析に
ついて説明する。 実験１ アルゴンで十分に置換したオートクレーブ内でギ酸アン
モニウムを１８０℃で３時間加熱したところ、一酸化炭
素及び二酸化炭素が多量に生成し、アンモニアも少量発
生した。 実験２ 一酸化炭素とイオウとをＮ,N−ジメチルアセトアミド中
で１８０℃で３時間加熱したところ、硫化カルボニルの
生成が認められた。 実験３ 実施例１の反応条件下では、硫化水素及び一酸化炭素の
生成が認められた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中原 良典 和歌山市和歌浦南３丁目２−21 (72)発明者 中谷 悟 和歌山市西浜1343−１

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水又は水を含む有機溶剤中にて、一般式Ｉ 【化１】 （式中、Ｘはニトロ基又はアミノ基を示し、Ｙはアミノ
   基、水酸基又はメルカプト基を示し、Ｒは水素又は反応
   に関与しない不活性な置換基を示す。）で表わされる化
   合物、又は一般式II 【化２】 （式中、Ｒは前記と同じである。）で表わされる化合物
   をギ酸塩、イオウ及び塩基の存在下で加熱することを特
   徴とするベンゾアゾロン類の製造方法。
2. 【請求項２】ギ酸塩がギ酸アンモニウム、ギ酸カリウ
   ム、ギ酸エチル又はギ酸銅であることを特徴とする請求
   項１記載のベンゾアゾロン類の製造方法。
3. 【請求項３】塩基が炭酸カリウムであることを特徴とす
   る請求項１又は２記載のベンゾアゾロン類の製造方法。
4. 【請求項４】水又は水を含む有機溶剤中にて、ｏ−ニト
   ロアニリン類をギ酸カリウム及びイオウの存在下で加熱
   することを特徴とする請求項１記載のベンゾアゾロン類
   の製造方法。
5. 【請求項５】水又は水を含む有機溶剤中にて、ｏ−ニト
   ロアニリン類を酢酸アンモニウム、イオウ及び塩基の存
   在下で加熱することを特徴とするベンゾアゾロン類の製
   造方法。