JP2000336081A - ベンゾアゾール誘導体の製造方法 - Google Patents

ベンゾアゾール誘導体の製造方法

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JP2000336081A
JP2000336081A JP11193599A JP19359999A JP2000336081A JP 2000336081 A JP2000336081 A JP 2000336081A JP 11193599 A JP11193599 A JP 11193599A JP 19359999 A JP19359999 A JP 19359999A JP 2000336081 A JP2000336081 A JP 2000336081A
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carbon atoms
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JP11193599A
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English (en)
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Naoyuki Hanaki
直幸 花木
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Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】本発明は入手容易な置換フェノールを原料とし
て、ベンゾチアゾール誘導体を良好な収率で得る一般的
製造法を提供することを目的とする。 【解決手段】下記一般式(I)で表される化合物を一般
式(II)で表わされる化合物に誘導し、これを一般式
(III)で表わされる化合物に変換した後一般式(I
V)で表わされる化合物にする。 一般式(I) 一般式(II) 一般式(III) 一般式(IV)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は機能性色素や医薬
品、機能性材料などの合成中間体として用いられる、ベ
ンゾアゾール誘導体の新規な合成法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】現在、機能性色素として様々な構造を有
する色素が使用されている。その中の代表的な色素構造
として、シアニン色素、メロシアニン色素あるいはロダ
ニン色素がしばしば用いられている。これらの色素の具
体的な構造および典型的な合成法については、例えば、
エフ・エム・ハマー(F. M. Hamer)著「ヘテロサイクリ
ック・コンパウンズ−シアニン・ダイ・アンド・リレイ
ティド・コンパウンズ−(Heterocyclic Compounds-Cya
nine dyes and related compounds-)」(ジョン・ウィ
リー・アンド・サンズ(John Wiley & Sons)社、ニュー
ヨーク、ロンドン、1964年刊)、ティー・エイチ・
ジェームス(T. H. James)編「ザ・セオリー・オブ・
フォトグラフィック・プロセス(Tha Theory of Photog
raphic Process)」(マクミラン(Macmillan)社、ニ
ューヨーク、1977年刊)などの文献に記載されてい
る。
【0003】これらの色素の発色団には共通して窒素原
子を含む構造が含まれるが、多くの色素では、その窒素
原子は複素環の一部を構成する形で発色団の一部を成し
ている。このような含窒素複素環としては現在までに非
常に多くの構造が知られているが、例えば、オキサゾリ
ン、チアゾリン、オキサゾール、チアゾール、ベンゾオ
キサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、
ベンゾセレナゾール、ベンゾテルラゾール、ナフトオキ
サゾール、ナフトチアゾール、キノリン、インドール、
ピリジンなどを挙げることができ、これらの複素環の中
から目的に応じて適宜選択される。
【0004】発色団にベンゾチアゾール環、ベンゾセレ
ナゾール環およびベンゾテルラゾール環をもつシアニン
色素、メロシアニン色素あるいはロダシアニン色素は、
比較的安定で、モル吸収強度が大きく、酸化還元電位が
高いことなどから写真用分光増感色素として広く用いら
れていることからもわかるように、ベンゾチアゾール、
ベンゾセレナゾールおよびベンゾテルラゾール誘導体は
機能性色素などの合成中間体として有用である。
【0005】また、医薬品や機能性材料の中にはヘテロ
環を有する化合物も多く知られており、任意の位置に望
ましい置換基が導入されたベンゾチアゾール、ベンゾセ
レナゾールおよびベンゾテルラゾール誘導体は、これら
化合物の合成中間体としても有用である。
【0006】これまで知られていたベンゾチアゾール誘
導体の製造方法の例としては、例えば、山中宏等著「ヘ
テロ環化合物の化学」第78〜80頁(講談社サイエン
ティフィク、1988年)、デー・エム・スターマー
(D. M. Sturmer)著「ヘテロサイクリック・コンパウン
ズ−スペシャル・トピックス・イン・ヘテロサイクリッ
ク・ケミストリー−(Heterocyclic Compounds-Special
topics in heterocyclic chemistry-)」第8章、第4
節、第482〜515頁(ジョン・ウィリー・アンド・
サンズ(John Wiley & Sons)社、ニューヨーク、ロンド
ン、1977年刊)などの文献に記載されている。
【0007】例えば、置換アニリンを原料とする製造方
法においては、チオアミド化合物の酸化的環化反応によ
ってベンゾチアゾール環を形成する反応などが知られて
いる。しかしこの場合、写真用分光増感色素の合成中間
体として有用な5−置換ベンゾチアゾールを得るために
は3−置換アミノベンゼンが原料として必要であり、そ
の合成が容易でない場合があるうえに、環化位置の選択
性も考慮しなければならない。
【0008】また、ベンゼン環にあらかじめ炭素−硫黄
結合を形成しておいてベンゾチアゾール環を形成させる
反応においては、原料として置換2−ハロニトロベンゼ
ンを用いる製造方法が知られている。しかし、先に述べ
た有用な合成中間体を得るためには、原料となる置換2
−ハロニトロベンゼンの入手が容易でない場合がある。
【0009】入手容易な置換フェノールの、水酸基をハ
ロゲンに変換することによって置換ハロベンゼンを得る
反応は、例えば、日本化学会編「新実験化学講座14
有機化合物の合成と反応I」、第2章ハロゲン化合物、
第369〜374頁(丸善、1977年刊)、アール・
シー・ラロック(R. C. Larock)著「コンプリヘンシブ
・オーガニック・トランスフォーメイション−ア・ガイ
ド・トゥー・ファンクショナル・グループ・プレパレー
ションズ−(Comprehensive Organic Transformations
-A Guide to Functional Group Preparations-)」第3
65頁(ブイ・シー・エッチ・パブリッシャーズ(VCH
Publishers)社、ニューヨーク、1989年刊)などに
まとめられているが、フェノールの水酸基をハロゲンで
置換することは通常の方法では困難であり、ハロゲン化
リンを用いてもうまく適用できる対象は限られていると
記載されている。
【0010】また、置換フェノールを直接置換チオフェ
ノールに変換する方法は、米国特許2,438,838
号に記載されているが、高温(525℃)高圧(260
00Torr)条件下の反応であり、製造が容易ではな
い。置換フェノールを一旦O−アリールチオカルバメー
トにして、熱反応によってS−アリールチオカルバメー
トに変換する反応を経て置換チオフェノールを得る反応
は、J. Org. Chem. 1966年、31
巻、第3980頁などに報告されているが、反応温度が
200度以上と高く、熱に安定でない基質を用いた場合
などに一般的ではない。
【0011】このように、従来知られているベンゾアゾ
ール誘導体の製造方法においては、原料の合成が困難で
あったり、環形成の位置選択性の問題、工程数が多いと
いったことに由来する製造上の問題を生じる場合があ
り、このような問題を含まない一般的製造法の開発が望
まれていた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明の解決しようと
する課題は、入手容易な置換フェノールを原料として、
ベンゾアゾール誘導体を良好な収率で得る一般的製造法
を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題は鋭意研究をお
こなった結果、下記製造法によって解決された。 (1) 下記一般式(I)で表される化合物を一般式
(II)で表わされる化合物に誘導し、これを一般式
(III)で表わされる化合物に変換した後一般式(I
V)で表わされる化合物にすることによって、一般式
(I)で表わされる化合物から一般式(IV)で表わさ
れる化合物を製造する製造方法。 一般式(I)
【0014】
【化6】
【0015】式中R1 、R2 、R3 、R4 およびR5 は
それぞれに独立して水素原子または1価の置換基を表わ
し、これらは互いに結合して環を形成してもよい。 一般式(II)
【0016】
【化7】
【0017】式中R11、R12、R13、R14およびR15は
それぞれに独立して水素原子または1価の置換基を表わ
し、これらは互いに結合して環を形成してもよい。R16
は置換あるいは無置換の脂肪族基、芳香族基およびヘテ
ロ環基を表わす。 一般式(III)
【0018】
【化8】
【0019】式中R21、R22、R23、R24およびR25は
それぞれに独立して水素原子または1価の置換基を表わ
し、これらは互いに結合して環を形成してもよい。X2
は硫黄原子、セレン原子、テルル原子を表わす。Lは水
素原子、1価の置換基または金属および非金属陽イオン
を表わす。 一般式(IV)
【0020】
【化9】
【0021】式中R31、R32、R33およびR34はそれぞ
れに独立して水素原子または1価の置換基を表わし、こ
れらは互いに結合して環を形成してもよい。R37は水素
原子または1価の置換基を表わす。X3 は硫黄原子、セ
レン原子、テルル原子を表わす。 (2) (1)において、一般式(I)、一般式(I
I)、一般式(III)および一般式(IV)で表わさ
れる化合物のR1 、R2 、R4 、R11、R12、R14、R
21、R22、R24、R31、R32およびR34は水素原子を表
わし、R3、R13、R23、R33は1価の置換基であるこ
とを特徴とする、(1)に記載の一般式(I)で表わさ
れる化合物から一般式(IV)で表わされる化合物を製
造する製造方法。 (3) (1)において、一般式(II)および一般式
(III)で表わされる化合物のR15およびR25はニト
ロ基であることを特徴とする、(1)に記載の一般式
(I)で表わされる化合物から一般式(IV)で表わさ
れる化合物を製造する製造方法。 (4) (1)において、一般式(IV)で表わされる
化合物のR37がメチル基であることを特徴とする、
(1)に記載の一般式(I)で表わされる化合物から一
般式(IV)で表わされる化合物を製造する製造方法。 (5) (1)において、一般式(III)で表わされ
る化合物が、一般式(III)’で表わされることを特
徴とする、(1)に記載の一般式(I)で表わされる化
合物から一般式(IV)で表わされる化合物を製造する
製造方法。 一般式(III)’
【0022】
【化10】
【0023】式中R21、R22、R23、R24、R25、X2
は一般式(III)と同義である。 (6) 一般式(II)で表わされる化合物から一般式
(III)で表わされる化合物を製造する、一般式(I
II)の製造方法。
【0024】
【発明の実施の形態】一般式(I)、(II)、(II
I)および(IV)を具体的に説明する。R1 、R2 、
R3 、R4 、R5 、R11、R12、R13、R14、R15、R
21、R22、R23、R24、R25、R31、R32、R33、およ
びR34は、それぞれに独立して水素原子または1価の置
換基を表わし、これらは互いに結合して環を形成しても
よい。1価の置換基としては特に制限はないが、例え
ば、ハロゲン原子(例えば塩素、臭素、沃素、フッ
素)、メルカプト基、シアノ基、カルボキシル基、リン
酸基、スルホ基、ヒドロキシ基、炭素数1から10、好
ましくは炭素数2から8、さらに好ましくは炭素数2か
ら5のカルバモイル基(例えばメチルカルバモイル、エ
チルカルバモイル、モルホリノカルボニル)、炭素数0
から10、好ましくは炭素数2から8、さらに好ましく
は炭素数2から5のスルファモイル基(例えばメチルス
ルファモイル、エチルスルファモイル、ピペリジノスル
ホニル)、ニトロ基、炭素数1から20、好ましくは炭
素数1から10、さらに好ましくは炭素数1から8のア
ルコキシ基(例えばメトキシ、エトキシ、2−メトキシ
エトキシ、2−フェニルエトキシ)、炭素数6から2
0、好ましくは炭素数6から12、さらに好ましくは炭
素数6から10のアリールオキシ基(例えばフェノキ
シ、p−メチルフェノキシ、p−クロロフェノキシ、ナ
フトキシ)、
【0025】炭素数1から20、好ましくは炭素数2か
ら12、さらに好ましくは炭素数2から8のアシル基
(例えばアセチル、ベンゾイル、トリクロロアセチ
ル)、炭素数1から20、好ましくは炭素数2から1
2、さらに好ましくは炭素数2から8のアシルオキシ基
(例えばアセチルオキシ、ベンゾイルオキシ)、炭素数
1から20、好ましくは炭素数2から12、さらに好ま
しくは炭素数2から8のアシルアミノ基(例えばアセチ
ルアミノ)、炭素1から20、好ましくは炭素数1から
10、さらに好ましくは炭素数1から8のスルホニル基
(例えばメタンスルホニル、エタンスルホニル、ベンゼ
ンスルホニルなど)、炭素1から20、好ましくは炭素
数1から10、さらに好ましくは炭素数1から8のスル
フィニル基(例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスル
フィニル)、炭素1から20、好ましくは炭素数1から
10、さらに好ましくは炭素数1から8のスルホニルア
ミノ基(例えばメタンスルホニルアミノ、エタンスルホ
ニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノなど)、
【0026】アミノ基、、炭素1から20、好ましくは
炭素数1から12、さらに好ましくは炭素数1から8の
置換アミノ基(例えばメチルアミノ、ジメチルアミノ、
ベンジルアミノ、アニリノ、ジフェニルアミノ)、炭素
数0から15、好ましくは炭素数3から10、さらに好
ましくは炭素数3から6のアンモニウム基(例えばトリ
メチルアンモニウム基、トリエチルアンモニウム基)、
炭素数0から15、好ましくは炭素数1から10、さら
に好ましくは炭素数1から6のヒドラジノ基(例えばト
リメチルヒドラジノ基)、炭素数1から15、好ましく
は炭素数1から10、さらに好ましくは炭素数1から6
のウレイド基(例えばウレイド基、N,N−ジメチルウ
レイド基)、炭素数1から15、好ましくは炭素数1か
ら10、さらに好ましくは炭素数1から6のイミド基
(例えばスクシンイミド基)、炭素数1から20、好ま
しくは炭素数1から12、さらに好ましくは炭素数1か
ら8のアルキルまたはアリールチオ基(例えばメチルチ
オ、エチルチオ、カルボキシエチルチオ、スルホブチル
チオ、フェニルチオなど)、炭素2から20、好ましく
は炭素数2から12、さらに好ましくは炭素数2から8
のアルコキシカルボニル基(例えばメトキシカルボニ
ル、エトキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニ
ル)、炭素6から20、好ましくは炭素数6から12、
さらに好ましくは炭素数6から8のアリーロキシカルボ
ニル基(例えばフェノキシカルボニル)、
【0027】炭素数1から18、好ましくは炭素数1か
ら10、さらに好ましくは炭素数1から5の無置換アル
キル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチ
ル)、炭素数1から18、好ましくは炭素数1から1
0、さらに好ましくは炭素数1から5の置換アルキル基
(ヒドロキシメチル、トリフルオロメチル、ベンジル、
カルボキシエチル、エトキシカルボニルメチル、アセチ
ルアミノメチル、また、ここでは好ましくは炭素数2か
ら18、さらに好ましくは炭素数3から10、特に好ま
しくは炭素数3から5の不飽和炭化水素基(例えばビニ
ル基、エチニル基、1−シクロヘキセニル基、ベンジリ
ジン基、ベンジリデン基)も置換アルキル基に含まれる
ことにする。)、炭素数6から20、好ましくは炭素数
6から15、さらに好ましくは炭素数6から10の置換
または無置換のアリール基(例えばフェニル、ナフチ
ル、p−カルボキシフェニル、p−ニトロフェニル、
3,5−ジクロロフェニル、p−シアノフェニル、m−
フルオロフェニル、p−トリル、p−ブロモフェニ
ル)、
【0028】炭素数1から20、好ましくは炭素数2か
ら10、さらに好ましくは炭素数4から6の置換されて
も良いヘテロ環基(例えばピリジル、5−メチルピリジ
ル、チエニル、フリル、モルホリノ、テトラヒドロフル
フリル)が挙げられる。
【0029】これらの置換基は互いに結合して環を形成
してもよく、環としては、飽和、不飽和どちらでもよ
く、好ましくは芳香環および複素環であり、さらに好ま
しくは芳香環であり、特に好ましくはベンゼン環であ
る。
【0030】好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、炭
素数1ないし3の置換あるいは無置換アルキル基(例え
ばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル
基、トリフルオロメチル基)、炭素数1ないし3のアル
コキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、イソプロポキシ基)、置換あるいは無置換フェニル
基、ニトロ基、置換あるいは無置換アミノ基である。
【0031】さらに好ましくは、R1 、R2 、R4 、R
11、R12、R14、R21、R22、R24、R31、R32、R34
は水素原子であり、R3 、R13、R23、R33がハロゲン
原子、炭素数1ないし3のアルキル基(例えばメチル
基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、トリ
フルオロメチル基)、炭素数1ないし3のアルコキシ基
(例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソ
プロポキシ基)、フェニル基、置換フェニル基、ベンゼ
ン縮合環である場合である。さらに好ましくはフェニル
基、置換フェニル基(例えばp−ブロモフェニル)であ
り、最も好ましくはフェニル基である。
【0032】一般式(I)、(II)、(III)、
(IV)を通して、R1 、R11、R21、R31の組、
R2 、R12、R22、R32の組、R3 、R13、R23、R33
の組、R4、R14、R24、R34の組は同じものを表わす
ことが好ましいが、反応条件によっては途中で異なって
もよい。また、任意の保護基を使用するために途中は異
なっているが最終的に同じものを表わしている場合もよ
い。
【0033】R5 、R15およびR25は水素原子または1
価の置換基を表わすが、水素原子、ニトロ基あるいはニ
トロ基に容易に変換することができる1価の置換基であ
ることが好ましい。特に好ましくは水素原子、ニトロ
基、置換あるいは無置換アミノ基である。さらに、R15
およびR25はニトロ基であることが特に好ましい。
【0034】R16は置換あるいは無置換の脂肪族基、芳
香族基およびヘテロ環基を表わす。置換基の例として
は、炭素数1から18、好ましくは炭素数1から10、
さらに好ましくは炭素数1から5の無置換アルキル基
(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル)、炭素
数1から18、好ましくは炭素数1から10、さらに好
ましくは炭素数1から5の置換アルキル基(ヒドロキシ
メチル、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、
ベンジル、カルボキシエチル、エトキシカルボニルメチ
ル、アセチルアミノメチル、また、ここでは好ましくは
炭素数2から18、さらに好ましくは炭素数3から1
0、特に好ましくは炭素数3から5の不飽和炭化水素基
(例えばビニル基、エチニル基、1−シクロヘキセニル
基、ベンジリジン基、ベンジリデン基)も置換アルキル
基に含まれることにする。)、炭素数6から20、好ま
しくは炭素数6から15、さらに好ましくは炭素数6か
ら10の置換または無置換のアリール基(例えばフェニ
ル、ナフチル、4−カルボキシフェニル、3,5−ジク
ロロフェニル、4−シアノフェニル、3−フルオロフェ
ニル、4−メチルフェニル、4−クロロフェニル基、4
−ニトロフェニル基、2,4−ジニトロフェニル基、
2,4,5−トリクロロフェニル基)、炭素数1から2
0、好ましくは炭素数2から10、さらに好ましくは炭
素数4から6の置換されても良いヘテロ環基(例えばピ
リジル、5−メチルピリジル、チエニル、フリル、モル
ホリノ、テトラヒドロフルフリル)が挙げられる。特に
好ましくは、メチル基、フェニル基、4−メチルフェニ
ル基、4−クロロフェニル基、2,4−ジニトロフェニ
ル基、2,4,5−トリクロロフェニル基である。最も
好ましくは2,4,5−トリクロロフェニル基である。
【0035】R37は水素原子または1価の置換基を表わ
す。1価の置換基の例としては、前述のR1 などの例と
して示した置換基が挙げられる。好ましくは、メルカプ
ト基、ハロゲン原子(例えば、フッ素、塩素、臭素、沃
素)、炭素数18以下の無置換アルキル基(例えば、メ
チル、エチル、プロピル)、置換アルキル基(置換基と
して例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、シアノ基、
スルホ基、ヒドロキシ基、アシルアミノ基、アリールオ
キシ基、アリールアミノ基が置換したアルキル基)、炭
素数18以下の無置換アルケニル基(例えばビニル、プ
ロペニル、ブテニル、イソプロペニル、イソブテニル)
及び置換アルケニル基(置換基として例えば、ハロゲン
原子、アルコキシ基、シアノ基、スルホ基、ヒドロキシ
基、アシルアミノ基、アリールオキシ基、アリールアミ
ノ基が置換したアルケニル基)、炭素数18以下の無置
換アリール基(例えばフェニル、ナフチル)及び置換ア
リール基(置換基として例えば、ハロゲン原子、アルコ
キシ基、シアノ基、スルホ基、ヒドロキシ基、アシルア
ミノ基、アリールオキシ基、アリールアミノ基が置換し
たアリール基)、炭素数18以下の無置換アルキルチオ
基(例えば、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、
ブチルチオ、ペンチルチオ)及び置換アルキルチオ基
(置換基として例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、
シアノ基、スルホ基、ヒドロキシ基、アシルアミノ基、
アリールオキシ基、アリールアミノ基が置換したアルキ
ルチオ基)、炭素数18以下のアルケニルチオ基(例え
ば、ビニルチオ、プロペニルチオ、ブテニルチオ)及び
置換アルケニルチオ基(置換基として例えば、ハロゲン
原子、アルコキシ基、シアノ基、スルホ基、ヒドロキシ
基、アシルアミノ基、アリールオキシ基、アリールアミ
ノ基が置換したアルケニルチオ基)、炭素数18以下の
無置換アリールチオ基(例えば、フェニルチオ、ナフチ
ルチオ)及び置換アリールチオ基(置換基として例え
ば、ハロゲン原子、アルコキシ基、シアノ基、スルホ
基、ヒドロキシ基、アシルアミノ基、アリールオキシ
基、アリールアミノ基が置換したアリールチオ基)であ
る。
【0036】さらに好ましくは、水素原子、メルカプト
基、ハロゲン原子、炭素数8以下の無置換アルキル基
(例えば、メチル、エチル、プロピル)、炭素数8以下
の無置換アリール基(例えばフェニル、ナフチル)、炭
素数8以下の無置換アルキルチオ基(例えば、メチルチ
オ、エチルチオ、プロピルチオ、ブチルチオ、ペンチル
チオ)、炭素数10以下の無置換アリールチオ基(例え
ば、フェニルチオ、ナフチルチオ)である。特に好まし
くは水素原子、メルカプト基、ハロゲン原子、炭素数3
以下の無置換アルキル基(例えば、メチル、エチル、プ
ロピル)、炭素数3以下の無置換アルキルチオ基(例え
ば、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ)である。
【0037】X2 およびX3 は硫黄原子、セレン原子、
テルル原子を表わす。好ましくは硫黄原子、セレン原子
であり、特に好ましくは硫黄原子である。
【0038】Lは水素原子、1価の置換基または金属お
よび非金属陽イオンを表わす。1価の置換基の例として
は、前述のR1 などの例として示した置換基が挙げられ
る。Lのうち1価の置換基として好ましくは、メルカプ
ト基、炭素数18以下の無置換アルキルチオ基(例え
ば、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、ブチルチ
オ、ペンチルチオ)及び置換アルキルチオ基(置換基と
して例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、シアノ基、
スルホ基、ヒドロキシ基、アシルアミノ基、アリールオ
キシ基、アリールアミノ基が置換したアルキルチオ
基)、炭素数18以下のアルケニルチオ基(例えば、ビ
ニルチオ、プロペニルチオ、ブテニルチオ)及び置換ア
ルケニルチオ基(置換基として例えば、ハロゲン原子、
アルコキシ基、シアノ基、スルホ基、ヒドロキシ基、ア
シルアミノ基、アリールオキシ基、アリールアミノ基が
置換したアルケニルチオ基)、炭素数18以下の無置換
アリールチオ基(例えば、フェニルチオ、ナフチルチ
オ)及び置換アリールチオ基(置換基として例えば、ハ
ロゲン原子、アルコキシ基、シアノ基、スルホ基、ヒド
ロキシ基、アシルアミノ基、アリールオキシ基、アリー
ルアミノ基が置換したアリールチオ基)である。
【0039】Lのうち金属および非金属陽イオンの例と
しては、無機アンモニウムイオン、有機のアンモニウム
イオン(例えば、テトラアルキルアンモニウムイオン、
ピリジニウムイオン)、アルカリ金属イオン(例えば、
ナトリウムイオン、カリウムイオン)、およびアルカリ
土類金属イオン(例えば、カルシウムイオン)である。
好ましくはナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモ
ニウムイオン、トリエチルアミンなどが挙げられる。
【0040】Lとして好ましくは、水素原子、メルカプ
ト基、炭素数8以下の無置換アルキルチオ基(例えば、
メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、ブチルチオ、
ペンチルチオ)、炭素数18以下の置換あるいは無置換
アリールチオ基(例えば、フェニルチオ、ナフチルチ
オ、p−フェニルフェニル)、ナトリウムイオン、カリ
ウムイオン、アンモニウムイオンである。
【0041】特に好ましくは水素原子、メルカプト基、
炭素数18以下の置換アリールチオ基、ナトリウムイオ
ン、アンモニウムイオンである。中でも置換アリールチ
オ基の場合には、Lが該当する一般式(III)で表わ
される化合物のLを除いた部分によって形成される置換
アリールチオ基である場合、すなわち一般式(II
I)’で表わされる対称ジスルフィド化合物である場合
が好ましい。
【0042】一般式(I)で表わされる化合物は、入手
可能ないずれの置換フェノールでもよい。あらかじめオ
ルト位がニトロ基によって置換されているもの、すなわ
ち一般式(I)のR5 がニトロ基であるものが好ましい
が、入手容易な置換フェノールを一般式(II)へ変換
する過程でオルトモノニトロ化してもよい。また望む置
換フェノールを得るために、入手可能な別の置換フェノ
ールから合成してもよく、その場合水酸基は任意の保護
基で保護して合成してもよい。
【0043】一般式(II)で表わされる化合物を合成
する方法は、入手可能な原料に応じて任意の方法を選択
してよい。例えば4−置換フェノールを原料とする場合
には、(1)オルトモノニトロ化 (2)スルホン酸エ
ステル化 の順におこなって合成することが好ましい。
【0044】オルトモノニトロ化はいずれの方法でおこ
なってもよいが、例えば、エス・アール・サンドラー
(S. R. Sandler)、ダブリュー・カロ(W. Karo)著「オ
ーガニック・ファンクショナル・グループ・プレパレー
ションズ 第2版(Organic Functional Group Prepara
tions Second Edition)」第16章、第529−548
頁(アカデミック・プレス(Academic Press)社、ニュ
ーヨーク、1983年)、Bull. Soc. Ch
im. Fr. 1994年、131巻、第27頁、な
どに記載の方法を用いることができる。
【0045】フェノールのニトロ化の反応条件について
詳しく説明する。反応は(I)を硝酸、アシル硝酸、ニ
トロニウム塩などのニトロ化剤と反応させることによっ
ておこなう。反応温度は−100℃から270℃の範囲
から選ぶことができる。−20℃から100℃の範囲が
好ましい。反応溶媒としては、水、N,N−ジメチルホ
ルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMS
O)、スルホラン、メタノールなどの極性溶媒から、ヘ
キサン、キシレンなどの非極性溶媒まで、いかなるもの
を用いてもよいが、好ましくは水、酢酸、酢酸エチルな
どである。またこれらの任意の組み合わせによる混合溶
媒を用いてもよいし、混合しない多相系の溶媒でおこな
ってもよい。原料の仕込み比((I)/ニトロ化剤)は
0.5から20の範囲から選ぶことができる。好ましく
は0.75から10の範囲である。反応の際には触媒と
して酸を加えてもよいし、加えなくてもよい。
【0046】スルホン酸エステル化はいずれの方法でお
こなってもよいが、例えばティー・ダブリュー・グリー
ン(T. W. Greene)、ピー・ジー・エム・ウッツ(P.
G. M.Wuts)著「プロテクティブ・グループス・イン・オ
ーガニック・シンセシス 第2版(Protective Groups
in Organic Synthesis Second Edition)」第168頁
(ジョン・ウィリー・アンド・サンズ(John Wiley & S
ons)社、ニューヨーク、1991年)、後藤俊夫ら監
修「有機化学実験のてびき4−合成反応〔II〕」第1
1頁(化学同人、1990年)などに記載の方法を用い
ることができる。
【0047】フェノールのスルホン酸エステル化の反応
条件について詳しく説明する。反応は(I)または
(I)から誘導された置換フェノールを塩基存在下、任
意のスルホン酸ハライドあるいはスルホン酸無水物と反
応させることによっておこなう。塩基としては、炭酸カ
リウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウムなどの無機塩基や、トリエチルアミン、ピリ
ジンなどの有機塩基のいずれの塩基を用いてもよいが、
好ましくは炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、トリエチ
ルアミンである。反応温度は−70℃から270℃の範
囲で選ぶことができる。−40℃から100℃の範囲が
好ましく、−20℃から60℃の範囲がさらに好まし
い。反応溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド
(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、スル
ホランなどの非プロトン性極性溶媒から、ヘキサン、キ
シレンなどの非極性溶媒まで、いかなるものを用いても
よいが、好ましくはアセトン、塩化メチレンなどであ
る。またこれらの任意の組み合わせによる混合溶媒を用
いてもよいし、混合しない多相系の溶媒でおこなっても
よい。原料の仕込み比(置換フェノール/スルホン酸誘
導体)は0.5から20の範囲から選ぶことができる。
0.75から5の範囲が好ましく、1から1.25の範
囲がさらに好ましい。反応の際に4−ジメチルアミノピ
リジンなどの活性化剤を加えてもよいし、加えなくても
よい。
【0048】一般式(II)で表わされる化合物を、一
般式(III)で表わされる化合物に変換する工程につ
いて詳しく説明する。反応は(II)と硫化物塩、二硫
化物塩あるいは水セレン化物塩によりおこなう。硫化物
塩は硫化水素ナトリウム、硫化ナトリウム、硫化カリウ
ム、硫化アンモニウムなど、二硫化物塩は二硫化ナトリ
ウム、二硫化カリウムなど、水セレン化物塩は水セレン
化ナトリウムなどを用いることができる。二硫化物塩
は、硫化ナトリウムや硫化カリウムなどの硫化物塩と硫
黄から調製してもよいが、市販の二硫化ナトリウムを用
いることが好ましい。反応溶媒としては、水、N,N−
ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシ
ド(DMSO)、スルホラン、メタノールなどの極性溶
媒から、ヘキサン、キシレンなどの非極性溶媒まで、い
かなるものを用いてもよいが、好ましくはメタノール、
エタノールなどのアルコール類である。またこれらの任
意の組み合わせによる混合溶媒を用いてもよいし、混合
しない多相系の溶媒でおこなってもよい。反応温度は−
20℃から270℃の範囲から選ぶことができる。0℃
から150℃の範囲が好ましく、25℃から100℃の
範囲が特に好ましい。原料の仕込み比(スルホン酸エス
テル/硫化物塩など)は0.5から10の範囲から選ぶ
ことができる。1から5の範囲が好ましく、1.5から
3の範囲がさらに好ましい。
【0049】一般式(III)で表わされる化合物を、
一般式(IV)で表わされる化合物に変換する工程は、
例えば山中宏等著「ヘテロ環化合物の化学」第79頁
(講談社サイエンティフィク、1988年)に記載され
ているように、R25がニトロ基の場合、まずニトロ基を
還元し、引き続き酸無水物、酸ハライドあるいはオルソ
エステルなどのカルボン酸誘導体や二硫化炭素などと反
応させてチアゾール環を形成するのが好ましい。あるい
は、薬学雑誌、1947年、67巻、第138頁に記載
されているように、ニトロ基を還元し、同様にしてセレ
ナゾール環を形成するのが好ましい。さらに、一般式
(III)がジスルフィドあるいはジセレニド化合物で
ある場合には、ニトロ基の還元とあわせてこれら官能基
の還元も必要であり、ニトロ基の還元の前、同時、後の
いずれの時期におこなってもよいが、同時におこなうこ
とが好ましい。
【0050】最初の段階の還元反応の反応条件について
詳しく説明する。反応は(III)に還元剤を作用させ
ておこなう。反応はいずれの条件を用いてもよい。例え
ば、エム・ヒュドリッキー(M. Hudlicky)著「リダクシ
ョンズ・イン・オーガニック・ケミストリー 第2版
(Reductions in Organic Chemistry Second Edition)
エー・シー・エス・モノグラフ188(ACS Monograph
188)」第8章(アメリカ化学会、ワシントンDC、19
96年)記載の条件などを用いることができる。一般式
(III)が一般式(III)’で表わされる化合物の
場合には、ジスルフィド基あるいはジセレニド基とニト
ロ基の両方の還元が必要であるが、同じ還元条件であっ
ても異なる還元条件でおこなってもよく、同時に還元で
きるような条件で反応をおこなうことがより好ましい。
還元剤としては亜鉛、硫化ナトリウム、硫化アンモニウ
ムを用いることが好ましい。反応温度は−20℃から2
70℃の範囲から選ぶことができる。0℃から150℃
の範囲が好ましく、25℃から100℃の範囲がさらに
好ましい。反応溶媒としては、水、N,N−ジメチルホ
ルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMS
O)、スルホラン、メタノールなどの極性溶媒から、ヘ
キサン、キシレンなどの非極性溶媒まで、いかなるもの
を用いてもよいが、好ましくは水、酢酸である。またこ
れらの任意の組み合わせによる混合溶媒を用いてもよい
し、混合しない多相系の溶媒でおこなってもよい。原料
の仕込み比((III)/還元剤)は0.5から20の
範囲から選ぶことができる。0.75から10の範囲が
好ましく、1から5の範囲がさらに好ましい。
【0051】次段階の環形成反応の反応条件について詳
しく説明する。反応は一般式(III)を還元して得ら
れる置換アミノチオフェノールまたは置換アミノセレノ
フェノールにカルボン酸誘導体や二硫化炭素などを反応
させることによりおこなう。用いるカルボン酸誘導体
は、酸無水物、酸ハライドおよびオルソエステルとして
は、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水安息香
酸、塩化アセチル、塩化プロピオニル、塩化ベンゾイ
ル、オルソ酢酸エチル、オルソぎ酸メチル、オルソプロ
ピオン酸エチルなどが挙げられるが、好ましくは二硫化
炭素、無水酢酸、無水プロピオン酸、塩化アセチル、塩
化プロピオニル、オルソ酢酸エチルである。特に好まし
くは二硫化炭素、無水酢酸である。反応温度は−20℃
から200℃の範囲から選ぶことができる。0℃から1
50℃の範囲が好ましく、20℃から100℃の範囲が
さらに好ましい。反応溶媒としては、水、N,N−ジメ
チルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド
(DMSO)、スルホラン、メタノールなどの極性溶媒
から、ヘキサン、キシレンなどの非極性溶媒まで、いか
なるものを用いてもよいが、好ましくは水、酢酸であ
る。またこれらの任意の組み合わせによる混合溶媒を用
いてもよいし、混合しない多相系の溶媒でおこなっても
よい。原料の仕込み比(置換アミノチオフェノール/カ
ルボン酸誘導体)は0.5から20の範囲から選ぶこと
ができる。0.75から10の範囲が好ましく、1から
5の範囲がさらに好ましい。また、前段階の還元反応を
おこなった反応溶液に直接カルボン酸誘導体や二硫化炭
素などを加えることで、これら反応を連続しておこなう
ことも好ましい。
【0052】以下に本発明において一般式(I)、(I
I)、(III)および(IV)で表わされる化合物の
具体例を示すが、本発明の範囲はこれらに限定されるも
のではない。 一般式(I)の具体例
【0053】
【化11】
【0054】
【化12】
【0055】一般式(II)の具体例
【0056】
【化13】
【0057】
【化14】
【0058】一般式(III)の具体例
【0059】
【化15】
【0060】
【化16】
【0061】
【化17】
【0062】一般式(IV)の具体例
【0063】
【化18】
【0064】
【化19】
【0065】
【実施例】本発明を実施例によって更に詳細に説明す
る。
【0066】(実施例1) 2−メチル−5−フェニルベンゾチアゾールの合成
【0067】
【化20】
【0068】4−フェニルフェノール 50g、硝酸ナ
トリウム 26gを水200ml、濃塩酸 100m
l、酢酸エチル 500ml中で攪拌し、2相の溶液に
した。これに無水酢酸2.8mlを加え、室温で90分
間攪拌した。有機層を取り出し、水洗、濃縮後、エタノ
ールから再結晶することによって2−ニトロ−4−フェ
ニルフェノールを得た。収量57g、収率90%。 1H
NMR (DMSO-d6) d 11.10(s, 1H), 8.13 (s, 1H), 7.85
(d, 1H), 7.65 (d, 2H), 7.48 (t, 2H), 7.35 (t, 1H),
7.22 (d, 1H)。2−ニトロ−4−フェニルフェノール
4.3gと2,4,5−トリクロロベンゼンスルホニ
ルクロリド 5.6gをアセトン 20mlに溶解し、
トリエチルアミン 3.1mlを加えて1時間加熱還流
した。放冷後、氷100gに注ぎ、生じた固体をメタノ
ールより再結晶して、2−ニトロ−4−フェニルフェニ
ル2,4,5−トリクロロベンゼンスルホネート 8.
5gを得た。収率93%。 1H NMR (CDCl3) d 8.19 (s,
1H), 8.10 (s, 1H), 7.80 (d, 1H), 7.75 (s, 1H), 7.
35-7.60 (m, 6H)。2−ニトロ−4−フェニルフェニル
2,4,5−トリクロロベンゼンスルホネート 4.
6gをメタノールに溶解し、二硫化ナトリウム0.55
gを加えて2時間加熱還流したのちに氷冷して生じた固
体をろ取し、メタノール洗浄してビス(2−ニトロ−4
−フェニルフェニル)ジスルフィド1.7gを得た。収
率74%。FAB mass spectra: m/e 460(M + for C24H16
N2O4S2), 262, 230 ; 1H NMR (DMSO-d6) d 8.58 (s, 2
H), 8.10 (d, 2H), 7.92 (d, 2H), 7.73 (d, 4H), 7.37
-7.55 (m, 6H)。ビス(2−ニトロ−4−フェニルフェ
ニル)ジスルフィド2.3gを酢酸50mlに溶解し、
亜鉛末3gを加えて80℃で3時間加熱した後、無水酢
酸2mlを加えてさらに2時間加熱した。冷却後、反応
液をろ過し、ろ液を水酸化ナトリウム水溶液で中和し、
酢酸エチルで生成物を抽出した。溶媒を留去して精製
し、2−メチル−5−フェニルベンゾチアゾールが1.
1g得られた。収率49%。4−フェニルフェノールか
らの収率34%。
【0069】(比較例1)2−メチル−5−フェニルベ
ンゾチアゾールの製造方法は、米国特許2,515,9
13号に記載されている。原料として4−ブロモ−3−
ニトロビフェニルを用いており、二硫化ナトリウムとの
反応、引き続き亜鉛還元、無水酢酸との反応によって、
収率は13%と記載されている。
【0070】(実施例2) 5−メトキシ−2−メチルベンゾチアゾールの合成 4−メトキシ−2−ニトロフェノールを原料にして、実
施例1と同様の方法によって4−メトキシ−2−ニトロ
フェニル 2,4,5−トリクロロベンゼンスルホネー
トを得た。収率75% 1H NMR (CDCl3) d 8.05 (s, 1
H), 7.72 (s, 1H), 7.45 (s, 1H), 7.25 (d, 1H), 7.10
(d, 1H), 3.85 (s, 3H)。4−メトキシ−2−ニトロ
フェニル 2,4,5−トリクロロベンゼンスルホネー
ト 2.0gをメタノールに溶解し、二硫化ナトリウム
0.28gを加えて2時間加熱還流したのちに精製し
て、ビス(4−メトキシ−2−ニトロフェニル)ジスル
フィド1.4gを得た。収率75%。FAB mass spectr
a: m/e 368(M+ for C14H12N2O6S2) 。 1H NMR (CDCl3)
d 7.65 (m, 1H), 7.28 (d, 1H), 7.17 (d, 1H), 3.85
(s, 3H)。ビス(4−メトキシ−2−ニトロフェニル)
ジスルフィドを実施例1と同様の方法によって反応さ
せ、5−メトキシ−2−メチルベンゾチアゾールを得
た。収率83%。4−メトキシ−2−ニトロフェノール
からの収率47%。
【0071】(比較例2)5−メトキシ−2−メチルベ
ンゾチアゾールの製造方法は、Zh. Obshch.
Khim.1946年、第16巻、第1071頁に記
載されている。原料として4−ブロモ−3−ニトロアニ
ソールを用いており、二硫化ナトリウムとの反応、引き
続き亜鉛還元、無水酢酸との反応によって、収率は32
%と記載されている。
【0072】以上の結果から、ベンゾチアゾール誘導体
合成において、実施例の方法によって、入手容易な置換
フェノールを原料として用いて収率良くベンゾチアゾー
ル誘導体が製造できることが示された。
【0073】
【発明の効果】本発明は、入手容易な置換フェノールを
原料として、機能性色素や医薬品、機能性材料などの合
成中間体として重要なベンゾチアゾール誘導体を良好な
収率で得る一般的製造法を提供する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03C 1/12 G03C 1/12

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(I)で表される化合物を一
    般式(II)で表わされる化合物に誘導し、これを一般
    式(III)で表わされる化合物に変換した後一般式
    (IV)で表わされる化合物にすることによって、一般
    式(I)で表わされる化合物から一般式(IV)で表わ
    される化合物を製造する製造方法。 一般式(I) 【化1】 式中R1 、R2 、R3 、R4 およびR5 はそれぞれに独
    立して水素原子または1価の置換基を表わし、これらは
    互いに結合して環を形成してもよい。 一般式(II) 【化2】 式中R11、R12、R13、R14およびR15はそれぞれに独
    立して水素原子または1価の置換基を表わし、これらは
    互いに結合して環を形成してもよい。R16は置換あるい
    は無置換の脂肪族基、芳香族基またはヘテロ環基を表わ
    す。 一般式(III) 【化3】 式中R21、R22、R23、R24およびR25はそれぞれに独
    立して水素原子または1価の置換基を表わし、これらは
    互いに結合して環を形成してもよい。X2は硫黄原子、
    セレン原子またはテルル原子を表わす。Lは水素原子、
    1価の置換基または金属および非金属陽イオンを表わ
    す。 一般式(IV) 【化4】 式中R31、R32、R33およびR34はそれぞれに独立して
    水素原子または1価の置換基を表わし、これらは互いに
    結合して環を形成してもよい。R37は水素原子または1
    価の置換基を表わす。X3は硫黄原子、セレン原子また
    はテルル原子を表わす。
  2. 【請求項2】 請求項1において、一般式(I)、一般
    式(II)、一般式(III)および一般式(IV)で
    表わされる化合物のR1、R2、R4、R11、R12、
    R14、R21、R22、R24、R31、R32およびR34は水素
    原子を表わし、R 3、R13、R23、R33は1価の置換基
    であることを特徴とする、請求項1に記載の一般式
    (I)で表わされる化合物から一般式(IV)で表わさ
    れる化合物を製造する製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1において、一般式(II)およ
    び一般式(III)で表わされる化合物のR15およびR
    25はニトロ基であることを特徴とする、請求項1に記載
    の一般式(I)で表わされる化合物から一般式(IV)
    で表わされる化合物を製造する製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1において、一般式(IV)で表
    わされる化合物のR 37がメチル基であることを特徴とす
    る、請求項1に記載の一般式(I)で表わされる化合物
    から一般式(IV)で表わされる化合物を製造する製造
    方法。
  5. 【請求項5】 請求項1において、一般式(III)で
    表わされる化合物が、一般式(III)’で表わされる
    ことを特徴とする、請求項1に記載の一般式(I)で表
    わされる化合物から一般式(IV)で表わされる化合物
    を製造する製造方法。 一般式(III)’ 【化5】 式中R21、R22、R23、R24、R25、X2は一般式(I
    II)と同義である。
  6. 【請求項6】 一般式(II)で表わされる化合物から
    一般式(III)で表わされる化合物を製造する、一般
    式(III)の製造方法。
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