JPH10513150A - ２−置換窒素含有化合物の合成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、式（Ｉ）： を有する２−置換窒素含有化合物の合成方法であって、式（II）： のヒドロキシルアミンまたは式(III)： のニトロンを式（IV）： の化合物と反応させて中間体化合物を生成せしめ、次いで、該中間体化合物にペリ環状シグマトロピー転位反応を行わせて、化合物（Ｉ）を生成せしめる工程を含んでなる合成方法に関する。前記式において、Ｘは離核性基であり、ＹはＯ、Ｓ、NH、NR₅及びCR₆R₇から選ばれ、Ｒ₁は化合物（II）の反応性を酸素原子に向ける基であり、Ｒ₂〜Ｒ₉は各々、反応中に実質的に不活性であるか保護されている置換もしくは非置換の脂肪族、芳香族、ヘテロアリールもしくは環状基または水素である。

Description

【発明の詳細な説明】 ２−置換窒素含有化合物の合成方法 発明の分野 本発明は、２−置換窒素含有化合物の合成方法、特に１位に窒素含有基を有す るオルト置換アリール化合物の合成方法に関する。一面において、本発明は２位 に硫黄含有部分を有する芳香族窒素含有化合物の製造方法を含む。 発明の背景 芳香族硫黄含有化合物は、写真材料、医薬材料及び殺虫剤材料の製造において 非常に重要である。例えば、写真においては、芳香族チオールがカプラーへの混 和時にカプリング・オフ基として有用であることが見出されている。２−アシル アミノチオールは、実質的にロイコ色素の問題がないので、マゼンタカプラー中 でカプリング・オフ基として特に有用であることが見出されている。芳香族ジス ルフィドは、カプラー合成における中間体としても、マゼンタ色素の光安定剤と しても有用である。 欧州特許出願公開第0 251552号は、Ｏ−（Ｎ−アシルアミノアリール）−Ｎ， Ｎ−ジ（オルガノ）チオカルバメートの熱分解転位を含む、アミノチオフェノー ル及びそれらの誘導体の製造方法を開示している。この型の転位反応はNewman− Kwart 転位反応として知られ、Messrs．Kwart 及びEvans，J．Org．Chem.，31， 410（1966 年）ならびにMessrs．Newman及びHetzel，Org．Synth., 51, 139（19 71年）に記載されている。Newman−Kwart 転位反応は不安定な４員環中間体を経 て進行すると考えられている。 発明が解決しようとする課題 Newman−Kwart 転位反応の使用による芳香族硫黄含有化合物の製造には、高温 を必要とするという問題があり、このため、この方法は工業規模の合成には望ま しくない。例えば、欧州特許出願公開第0 251552号の例８は、Ｏ−（Ｎ−アセチ ル−ｐ−アミノフェニル）−ジメチルチオカルバメートの熱分解転位は 280℃に おいて窒素下、スルホラン中で２時間行うことを開示している。本発明は、比較 的低温で、例えば芳香族硫黄含有化合物を製造する方法を提供しようとするもの であり、従って、前に言及したNewman−Kwart 転位反応に比較して工業的使用が より可能である。 発明の要約 従って、本発明の一面によれば、一般式（Ｉ）： の化合物の合成方法であって、一般式（II）： のヒドロキシルアミンまたは一般式(III)： のニトロンを一般式（IV）： の化合物と反応させて中間体化合物を生成せしめ、次いで、該中間体化合物にペ リ環状シグマトロピー転位反応を行わせて、化合物（Ｉ）を生成せしめる工程を 含んでなる合成方法が提供される。前記式において、Ｘは離核性(nucleofugal) 基であり、ＹはＯ、Ｓ、NH、NR₅及びCR₆R₇から選ばれ、Ｒ₁は化合物（II）の反 応性を酸素原子に向ける基であり、Ｒ₂〜Ｒ₉は、各々、反応中に実質的に不活性 であるか保護されている置換もしくは非置換の脂肪族、芳香族、ヘテロアリール もしくは環状基または水素である。 前記化合物（Ｉ）は単離可能である場合もあるし、一部の実施態様においては 、化合物（Ｉ）自体が単離できない中間体である場合もある。理論に縛られたく ないのであれば、化合物（II）または(III)と（IV）とが反応して前記中間体化 合物を生成せしめ、それがペリ環状遷移状態（Ｖ）： を経てペリ環状シグマトロピー転位反応が行われると考えられる。プロトンの脱 離と同時に炭素−Ｙ結合が形成され、中間体化合物の窒素−酸素結合が切れると 考えられる。 本発明の１つの具体的側面においては、Ｙは硫黄であり、この場合には本発明 の方法によって２−（硫黄含有基）置換窒素含有化合物が生成されることがわか るであろう。 発明の有利な効果 一部の実施態様において、前記中間体化合物の転位は、欧州特許出願公開第0 251552号で使用されるNewman−Kwart 反応に必要な温度よりもかなり低い温度で 進行できる。本発明の合成は０〜200 ℃の温度において実施でき、一部の実施態 様においては、転位は０〜40℃の範囲の温度において進行できる。代表的には、 本発明のペリ環状シグマトロピー転位は約室温で進行できる。 出発原料としてヒドロキシルアミン（II）を使用する場合には、本発明に係る 合成は、塩基の存在下で実施できる。この塩基は無機塩基でも有機塩基でもよい 。一部の実施態様においては、塩基はアルカリ金属水素化物、水酸化物または炭 酸塩であることができ、水素化ナトリウムが都合よい。あるいは、有機塩基、例 えば、トリア ルキルアミン、アリールアルキルアミンまたは好都合にはピリジンもしくは置換 ピリジン、例えば、ルチジンを使用できる。塩基はヒドロキシルアミン（II）と 等モル量で使用できる。 ニトロン(III)が出発原料である場合には、反応は前述のような塩基の不存在 下でも存在下でも実施できる。 本発明の一面において、ヒドロキシルアミン（II）が出発原料である場合には 、Ｒ₁は、近接Ｏ原子に反応を向けるように適合させられた基、例えば、R₁₀CO［ 式中、Ｒ₁₀は水素または置換もしくは非置換のアルキル、アリール、ヘテロアリ ールもしくは環状基、特にアシルもしくはアロイル基である］の基であることが でき、代表的には、Ｒ₁はアセチルまたはベンゾイルであることができる。ある いは、出発原料がニトロン(III)である場合には、Ｒ₁は基R₈R₉C ＝［式中、Ｒ₈ 及びＲ₉は本明細書中で定義した通りである］である。 本明細書中で使用する用語「置換」は、以下の１個またはそれ以上による置換 を含む：ハロゲン、アルキル、アリール、ヘテロアリール、カルボン酸、アルコ キシカルボニル、アリールオキシカルボニル、第一もしくは第二アルキル−もし くはアリール−アミド、アルキル−もしくはアリール−スルホンアミド、第一、 第二もしくは第三アミノ、ニトロ、アルコキシ、アリールオキシ、アシルオキシ 、アルキル−もしくはアリール−カルバモイル、アルキル−もしくはアリール− スルファモイル、アルキル−もしくはアリール−スルホニル及びアルキル−もし くはアリール−スルホニルオキシ。 Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈及びＲ₉は独立して、水素または置換もし くは非置換のアルキル、アリール、ヘテロアリールもしくは環状基であることが できる。一部の実施態様においては、Ｒ₂及びＲ₃は、結合炭素原子と一緒になっ て置換もしくは 非置換の単一アリール基、またはＮ、Ｏ及びＳから選ばれた１個またはそれ以上 の別のヘテロ原子を含むことができる、非置換もしくは置換の３〜８員複素環を 形成することができる。本発明の一つの具体的側面においては、Ｒ₂及びＲ₃は置 換または非置換のフェニル基を形成できる。 好ましい実施態様において、Ｘはハロゲン化物離核性基、好ましくは塩化物で あることができる。Ｙは好ましくはＯ、最も好ましくはＳである。 前記の他に、好ましい実施態様としては、Ｒ₄は基NR₁₁R₁₂［式中、Ｒ₁₁及びＲ₁₂ は、各々、水素または置換もしくは非置換のアルキルもしくはアリール基であ る］であることができ、代表的にはＲ₄はNMe₂であることができる。あるいは、 Ｒ₄は置換もしくは非置換のアルコキシ、アリールオキシ、ヘテロアリールオキ シもしくは環状オキシ基、代表的にはエトキシもしくはフェノキシであることが できる。従って、本発明の一つの具体的側面において、化合物（IV）はジメチル チオカルバモイルクロリド（Ｙ＝Ｓ且つＲ₄＝NMe₂）であることができ、この化 合物は、例えばMessrs．Aldrich から参照番号13,589−５（1992年〜1993年のカ タログ、541頁）で市販されている。あるいは、化合物（IV）は式（VI）： ［式中、Ｒ₁₃は置換もしくは非置換のアルキル、アリール、ヘテロアリールもし くは環状基、代表的にはエチルもしくはフェニルである］。 のクロロホルメートであることができる。 Ｙ＝Ｓである場合には、シグマトロピー転位は０〜40℃または室温で進行でき る。Ｙ＝Ｏである場合には、一部の実施態様においては中間体のシグマトロピー 転位の進行に加熱か必要であることがあり、代表的には転位は75〜200 ℃、例え ば、150 ℃で実施できる。このような場合には、中間体化合物は単離、再溶解（ 必要に応じて）及び還流が可能である。あるいは、中間体化合物は、単離せずに 反応混合物中で加熱することもできる。中間体化合物が液体である場合には、単 離して、例えば油浴中で直接加熱できる。 クロロホルメート（IV）を使用する場合には、本発明の方法によって２−（酸 素含有基）置換窒素含有化合物を生成できる。 本発明の一つの具体的側面において、ヒドロキシルアミン（II）またはニトロ ン(III)は各々： ［式中、Ｒ₁₄は水素または前に定義した用語「置換」に含まれるような置換基で ある］ であることができ、代表的には前記ヒドロキシルアミン（II）は： であることができる。 化合物(VII)を本発明の方法に従って塩化チオアシルR₄CSX と反応させる場合 には、化合物（Ｉ）は式（Ｘ）： を有することができる。化合物（Ｘ）は単離することもできるし、あるいは一部 の実施態様においては転位及び酸化を行わせて、式（XI）： のジスルフィドを生成せしめることもできる。化合物（Ｘ）の前記転位及び酸化 は前述の塩基及び酸化剤の存在下で実施できる。 一部の実施態様において、Ｙ＝Ｓである場合には、ヒドロキシルアミン（II） 及び化合物（IV）を含む反応混合物に過剰の塩基を添加して、ジスルフィド含有 化合物まで直接反応を進行させることができる。詳細には、ヒドロキシルアミン (VII)及び化合物（IV）の反応混合物に過剰の塩基を添加する場合には、反応は 化合物（XI）まで直接進行する。代表的には、転位及び酸化は、必要な酸化条件 を与えるために空気の存在下で実施すればよい。 本発明の方法に従って化合物(VII)をクロロホルメート（VI）と反応させる場 合には、化合物（Ｉ）は式(XII)： を有することができる。いくつかの実施態様においては、例えば、Ｒ₁がアセチ ルで且つＲ₁₃がエチルである場合には、化合物(XII)は単離可能であろう。ある いは、例えば、Ｒ₁がアセチルであり且つＲ₁₃がフェニルである場合には、化合 物(XII)は単離できない中間体化合物であろう。化合物(XII)にさらに転位を行わ せて、式(XIII)： の複素環式化合物を生成せしめることもできる。 実施例 以下は、本発明を実施する方法を説明する一例にすぎない。実施例１ 以下の一連の反応を実施した： Ｎ−アセチル−Ｎ−フェニルヒドロキシルアミン（１）を、文献方法(Oxley，Ad ger，Sasse 及びForth，Organic Synthesis，1989年，67，187)によって製造し た。化合物（２）の製造 油を除去するために、水素化ナトリウム（油中60％）（1.2ｇ、0.03モル）を 窒素下において無水THF で洗浄した。無水ジメチルホルムアミド(120ml)を添加 し、攪拌しながら混合物を氷浴中で冷却した。製造したばかりのＮ−アセチル− Ｎ−フェニルヒドロキシルアミン（１）（4.53ｇ、0.03モル）を懸濁液に少しず つ添加したとこ ろ、白色の沈澱が生成した。懸濁液を10℃において30分間攪拌し、次いで、ジメ チルチオカルバモイルクロリド(3.7ｇ、0.03モル)を少しずつ添加した。混合物 を室温まで暖めた。酢酸エチル（１ｌ）を反応混合物に添加し、この溶液を希塩 酸(200ml)で抽出した。有機層を水で数回洗浄し、次いで乾燥した（MgSO₄）。溶 媒を真空下で除去して、若干量のジメチルホルムアミドを含むと思われる茶色の 油を生成した。生成物を、シクロヘキサンとジエチルエーテルとの混合物中に溶 解し、デカントして茶色の残渣から分離した。溶媒を真空下で徐々に蒸発させる ことによって、結晶化を行った。生成物を淡黄褐色の結晶として濾別した(4.7ｇ 、65％)；m．p．127〜128 ℃。化合物（３）の製造 15％過剰の水素化ナトリウムを用いて、空気の存在下で前記反応を繰り返すと 、ジスルフィド（３）が化合物（２）と同様な収率で得られる；m．p．171 ℃。実施例２ 化合物４の製造 Ｎ−アセチル−Ｎ−フェニルヒドロキシルアミン（１）（6.0ｇ、0.04モル）を 無水ジクロロメタン(150ml)と無水ピリジン（20ml）との混合物中に溶解させた 。攪拌しながら、フェニルクロロホルメート(6.4ｇ、0.04モル)を滴加し、混合 物を一夜放置した。この混合物にジクロロメタン(300ml)を添加し、次いで、洗 液が酸性となる まで 0.1Ｍ塩酸で洗浄した。溶液を硫酸マグネシウム上で乾燥させ、濾過し、次 いで、減圧下で蒸発乾固させた。生成物（４）が淡黄色の油として得られた（10 .2ｇ、94％）。生成物（４）はシリカtlc プレート上で１：１ガソリン（60〜80 ℃）／酢酸エチルで溶離させた時、１つのスポットとなった。また、生成物は意 図する構造と一致する質量スペクトル及び NMRスペクトルを有していた。化合物（５）の製造 化合物（４）（10.2ｇ、0.0376モル）をトルエン(150ml)中に溶解させ、５時 間還流するまで加熱した。溶媒を蒸発乾固させ、残渣をジエチルエーテルから再 結晶させた。生成物（５）がクリーム色の板状粉として得られた(4.7ｇ、70％) 。生成物（５）は意図する構造と一致する質量スペクトル及び NMRスペクトルを 有しており、別の経路で製造したサンプルと一致していた。実施例３ 化合物６の製造 Ｎ−アセチル−Ｎ−フェニルヒドロキシルアミン（１）（3.02ｇ、0.02モル） を無水ジクロロメタン(100ml)とピリジン（10ml）と の混合物中に溶解させた。エチルクロロホルメート(2.2ｇ、0.02モル)を滴加し た。溶液を 1.5時間攪拌したところ、白色沈澱を認めた。ジクロロメタン(800ml )を反応混合物に添加し、次いで、洗液が酸性となるまで 0.1Ｍ塩酸で洗浄した 。溶媒を硫酸マグネシウム上で乾燥させ、次いで、減圧下においてロータリー・ エバポレーター上で除去した。定量的収量(4.5ｇ)の生成物（６）が淡黄色の油 として得られた。生成物（６）は意図する構造と一致した質量スペクトル及び N MRスペクトルを有していた。化合物７の製造 化合物（６）（4.5ｇ、0.02モル）を油浴中で１時間 150℃まで加熱した。油 状生成物（７）は、溶離剤として１：１ガソリン（60〜80℃）／酢酸エチルを用 いたシリカ上の TLCによって相当に純粋であるように見えた。また、生成物（７ ）は意図する構造と一致した NMRスペクトル及び質量スペクトルを有していた。 収量は定量的であった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０７Ｄ 263/58 Ｃ０７Ｄ 263/58

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．式（Ｉ）： を有する化合物の合成方法であって、式（II）： のヒドロキシルアミンまたは式(III)： のニトロンを式（IV）： ［式中、Ｘは離核性基であり、ＹはＯ、Ｓ、NH、NR₅及びCR₆R₇か ら選ばれ、Ｒ₁は化合物（II）の反応性を酸素原子に向ける基であり、Ｒ₂〜Ｒ₉ は各々、反応中に実質的に不活性であるか保護されている置換もしくは非置換の 脂肪族、芳香族、ヘテロアリールもしくは環状基または水素である］ の化合物と反応させて中間体化合物を生成せしめ、次いで、該中間体化合物にペ リ環状シグマトロピー転位反応を行わせて、化合物（Ｉ）を生成せしめる工程を 含んでなる合成方法。 ２．Ｒ₁が式R₁₀CO［式中、Ｒ₁₀は水素または置換もしくは非置換のアルキル、 アリール、ヘテロアリールもしくは環状基である］の基である請求の範囲第１項 に記載の方法。 ３．Ｒ₂及びＲ₃が、結合炭素原子と一緒になって置換もしくは非置換の単一ア リール基を形成する前記請求の範囲のいずれか１項に記載の方法。 ４．前記アリール基がフェニル基である請求の範囲第３項に記載の方法。 ５．Ｘがハロゲン化物基である前記請求の範囲のいずれか１項に記載の方法。 ６．ＹがＯまたはＳである前記請求の範囲のいずれか１項に記載の方法。 ７．Ｒ₄がアミノ基NR₁₁R₁₂［式中、Ｒ₁₁及びＲ₁₂は、各々、水素または置換も しくは非置換のアルキルもしくはアリール基である］である前記請求の範囲のい ずれか１項に記載の方法。 ８．Ｒ₄がジメチルアミノである請求の範囲第７項に記載の方法。 ９．式（IV）の化合物がジメチルアミノチオカルバモイルクロリドである請求 の範囲第８項に記載の方法。 10．Ｒ₄が置換または非置換のアルコキシ、アリールオキシ、ヘ テロアリールオキシまたは環状オキシ基である請求の範囲第１項〜第６項のいず れか１項に記載の方法。 11．式（IV）の化合物が式（VI）： ［式中、Ｒ₁₃は置換または非置換のアルキル、アリール、ヘテロアリールまたは 環状基である］ を有するクロロホルメートである請求の範囲第10項に記載の方法。 12．式（VI）の化合物がフェニルクロロホルメートまたはエチルクロロホルメ ートである請求の範囲第11項に記載の方法。 13．前記ヒドロキシルアミン（II）またはニトロン(III)が各々、式(VII)また は（VIII）： ［式中、Ｒ₁₄は水素または前に定義した置換基である］ を有する前記請求の範囲のいずれか１項に記載の方法。 14．式（Ｉ）の化合物が式（Ｘ）： を有する前記請求の範囲のいずれか１項に記載の方法。 15．式（Ｘ）の化合物をさらに、転位及び酸化させて式（XI）： の化合物を生成せしめることを含んでなる請求の範囲第14項に記載の方法。 16．式（Ｉ）の化合物が式(XII)： を有する請求の範囲第１項〜第６項及び第10項〜第13項のいずれか１項に記載の 方法。 17．式(XII)の化合物に、さらに転位を行わせて式（XIII）： の複素環式化合物を生成せしめる請求の範囲第16項に記載の方法。 18．前記シグマトロピー転位を０〜200 ℃の温度で実施する前記請求の範囲の いずれか１項に記載の方法。 19．Ｙ＝Ｓである場合に前記シグマトロピー転位を０〜40℃の温度において実 施する請求の範囲第１項〜第９項、第13項〜第15項及び第18項のいずれか１項に 記載の方法。 20．化合物（II）と化合物（IV）との反応を有機または無機塩基の存在下で実 施する前記請求の範囲のいずれか１項に記載の方法。 21．前記塩基が水素化ナトリウム、ピリジンまたはルチジンである請求の範囲 第20項に記載の方法。 22．化合物（II）と化合物（IV）との反応を等モル量の塩基及び式（II）の化 合物の存在下で実施する請求の範囲第20項又は第21項 に記載の方法。 23．化合物（II）と化合物（IV）との反応を過剰の塩基及び酸化剤の存在下で 実施する請求の範囲第１項〜第10項、第13項〜第15項及び第18項〜第21項のいず れか１項に記載の方法。