JPH0560830B2

JPH0560830B2 -

Info

Publication number: JPH0560830B2
Application number: JP62053702A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Yonemoto; Isao Shibuya
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1987-03-09
Filing date: 1987-03-09
Publication date: 1993-09-03
Also published as: JPS63218682A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、スフフエンアミド誘導体を反応試剤
とする窒素原子による環拡張反応に関するもの
で、より詳細には、複素環カチオン化合物あるい
はメソイオン化合物（以下、「複素環カチオン化
合物」に含める）をスルフエンアミド誘導体と穏
和な条件（室温、中性）下で反応させることによ
り、簡便かつ好収率で窒素原子による環拡張生成
物を製造する方法に関するものである。〔従来技術〕従来、複素環カチオン化合物の窒素原子による
環拡張反応試剤としては、アジ化ナトリウム、非
置換ジフエニルスルフイルイミン、ヒドロキシル
アミン−ｏ−スルホン酸などが知られている。しかしながら、アジ化ナトリウムとスルフイル
イミンを用いる場合、カチオンに付加した後にナ
イトレンを発生させるため加熱あるいは光照射を
必要とすることが多く、生成物が熱や光に対して
不安定な場合、適用できないという欠点を有して
いた。また、ヒドロキシルアミン−ｏ−スルホン
酸はスルフエンアミドと類似の骨格をもつが、ア
クリジニウム塩との反応では、溶媒として強塩基
性の液体アンモニアを用いる必要があり、反応例
もこれのみが知られているにすぎない。従来知られている環拡張反応試剤は前述のよう
な欠点を有する。〔本発明が解決しようとする問題点〕本発明は、穏和な条件下で複素環カチオン化合
物を環拡張反応試剤と反応させることができ、簡
便かつ好収率で窒素原子による環拡張生成物を製
造する方法を提供することを目的とする。〔問題点を解決するための手段〕本発明は、一般式（）（式中、Ｘ，Ｙはヘテロ原子を示し、R¹は電
子供与性基を示し、Z^-は無機強酸の酸根を示す。
またカチオン部分の環員数は５である。）で表わされる複素環カチオン化合物と一般式
（） R⁴−SNH₂ …（）（式中、R⁴はＮ，Ｎ−ジ置換チオカルバモイ
ル基、複素環基、アロイル基、又は置換イミドイ
ル基を示す。）で表わされるスルフエンアミド誘導体を反応させ
ることを特徴とする一般式（）（式中、R¹は、Ｘ，Ｙは前記の意味を有し、
環員数は６である。）で表わされる窒素原子による環拡張生成物の製造
方法である。また、本発明は、一般式（）（式中、R²は電子供与性基を示し、R³は反応
不活性な置換基一般を示し、Ｗは硫黄原子あるい
は酸素原子を示す。）で表わされるメソイオン化合物と一般式（） R⁴−SNH₂ …（）（式中、R⁴はＮ，Ｎ−ジ置換チオカルバモイ
ル基、複素環基、アロイル基、又は置換イミドイ
ル基を示す。）で表わされるスルフエンアミド誘導体を反応させ
ることを特徴とする一般式（）（式中、R²，R³，Ｗは前記の意味を有する。）で表わされる窒素原子による環拡張生成物の製造
方法である。本発明の方法に従えば、穏和な条件（室温、中
性）下で、反応が進行し、簡便かつ好収率で目的
生成物が得られることから、複素環カチオン化合
物への適用範囲も広くなるものと考えられる。また、本発明の方法によつて生成する複素環化
合物は他の方法では合成困難なものが多く、構
造、物性、薬理効果などにも興味がもたれ、有機
合成化学上、有用な化合物と考えられる。本発明に用いられる一般式（）および（）
で表わされる複素環カチオン化合物中の電子供与
性基R¹，R²としては、ジメチルアミノ基、ジイ
ソプロピルアミノ基、ピペリジノ基、モルホリノ
基、メチルフエニルアミノ基、メチルチオ基、エ
チルチオ基、フエニル基、ｐ−クロロフエニル
基、ｐ−アニシル基等が挙げられ、また、ヘテロ
原子Ｘ，Ｙとしては、酸素原子、硫黄原子等が挙
げられ、酸根Z^-としては、過塩素酸陰イオン、
四フツ化ホウ素酸陰イオン等が挙げられる。この
複素環カチオン化合物の具体例としては、(1)５−
メチルフエニルアミノ−３−フエニル−１，４，
２−ジチアゾリウム過塩素酸塩、(2)５−メチルチ
オ−３−フエニル−１，４，２−ジチアゾリウム
四フツ化ホウ素酸塩、(3)３−（ｐ−アニシル）−５
−ピペリジノ−１，４，２−ジチアゾリウム過塩
素酸塩、(4)５−ジエチルアミノ−３−（１−ナフ
チル）−１，４，２−ジチアゾリウム過塩素酸塩、
(5)１，４−フエニレン−３，3′−ビス（５−ジエ
チルアミノ−１，４，２−ジチアゾリウム）ビス
過塩素酸塩、(6)２−ジエチルアミノ−４−フエニ
ル−１，３−ジチオリウム四フツ化ホウ素酸塩、
(7)２，４，５−トリフエニル−１，３−ジチオリ
ウム過塩素酸塩、(8)２−モルホリノ−５−フエニ
ル−１，３−オキサチオリウム過塩素酸塩、(9)２
−ジエチルアミノ−５−フエニル−１，３−ジチ
オリウム−４−チオレート、(10)２−モルホリノ−
５−フエニル−１，３−ジチオリウム−４−オレ
ート等が挙げられる。上記(1)〜(10)の各化合物を構造式で示すと以下の
通りである。一般式（）で表わされるスルフエンアミド誘
導体としては、例えばジメチルチオカルバモイル
スルフエンアミド、ジエチルチオカルバモイルス
ルフエンアミド、メチルフエニルチオカルバモイ
ルスルフエンアミド、ベンゾイルスルフエンアミ
ド、モルホリノチオカルボニルスルフエンアミ
ド、ベンゾ−１，３−チアジルスルフエンアミ
ド、フエニルベンズイミドイルスルフエンアミ
ド、フエニルアセトイミドイルスルフエンアミド
等が挙げられる。特にジ置換チオカルバモイルスルフエンアミド
誘導体は本発明の反応において好収率を与え、か
つその調製においても、ジ置換ジチオカルバミン
酸塩とヒドロキシルアミン−ｏ−スルホン酸との
反応から簡便かつ安価に得られる利点を有する。本発明方法に用いられる溶剤としては、反応に
関与しない溶剤であれば何でもよく、例えばアセ
トニトリル、ジクロロメタン、クロロホルム、テ
トラヒドロフラン、ジオキサン、ベンゼン等が挙
げられる。また、反応時間は複素環カチオン化合物とスル
フエンアミド誘導体の組合せにより、数十分から
数日を要するが、加温することにより反応を促進
させることもできる。反応終了後の後処理は、溶媒抽出、再結晶、カ
ラムクロマトグラフイー、薄層クロマトグラフイ
ーにより分離、精製を行なうことができる。次に、本発明方法における反応の反応機構を説
明する。一般式（）で表わされる原料を用いる場合、
５−モルホリノ−３−フエニル−１，４，２−ジ
チアゾリウム過塩素酸塩とジメチルチオカルバモ
イルスルフエンアミドとの反応を例にとれば、下
記の反応式のように表現できる。また、一般式（）で表わされる原料を用いる
場合、２−ジエチルアミノ−５−フエニル−１，
３−ジチオリウム−４−チオレートとジメチルチ
オカルバモイルスルフエンアミドとの反応を例に
とれば下記反応式のように表現できる。上記の反応機構より明らかなように、原料とし
て、一般式（）で表わされる複素環カチオン化
合物を用いた場合と、一般式（）で表わされる
メソイオン化合物を用いた場合とでは、原料が前
者の場合は分子間の塩であり、後者の場合は分子
内塩である点では相違するが、環形成部分は同一
の反応機構で進行する。そしてスルフエンアミド
誘導体は、複素環カチオン化合物又はメソイオン
化合物に対して２倍当量必要とする。新規物質の構造の確認については、赤外吸収ス
ペクトル、核磁気共鳴スペクトル、質量分析、必
要に応じて元素分析、Ｘ線結晶解析を用いて行な
つた。なお、一般式（）で示される反応生成物
は、窒素原子の挿入されかたで理論的には異性体
が存在する場合があり、実際、２種類の異性体の
存在が確認された例もある。（例えば、実施例４）〔実施例〕次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明
する。実施例１５−モルホリノ−３−フエニル−１，４，２−
ジチアゾリウム過塩素酸塩1.46g（4m mol）とジ
メチルチオカルバモイルスルフエンアミド1.09g
（8m mol）をアセトニトリル15mlに溶解し、２
日間室温攪拌する。析出した結晶（NH₄ ⁺ClO₄ ^-
や（Me₂NCSS）−₂を濾別後濾液より溶媒を減圧
留去する。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラ
フイーで処理し、ベンゼン−ヘキサンより再結晶
すると、融点101.5−102.0℃の淡黄色針状結晶３
−モルホリノ−６−フエニル−１，４，２，５−
ジチアジアジン0.67g（収率60％）を得た。このも
ののスペクトルデータを以下に示す。 ¹H−NMR（CDCl₃，TMS）δ：3.5−3.9（Ｈ，
ｍ），7.4−7.6（3H，ｍ），7.9−8.1（2H，ｍ） IR（KBr，cm^-1）1538，1208，1113，941，
777，740，682 MS（ｍ／ｚ）279（M⁺，26％），246（M⁺，SH，
63％） 130

【式】37％）、121（PhCS⁺， 100％） 103（PhCN⁺，35％），77（Ph⁺，35％）また、この化合物については、Ｘ線結晶解析に
より製造を確認した。実施例２１，４−フエニレン−３，3′−ビス−（５−ジ
エチルアミノ−１，４，２−ジチアゾリウム）ビ
ス過塩素酸塩312mg（0.5m mol）とジメチルチオ
カルバモイルスルフエンアミド272mg（2m mol）
をジクロロメタン４mlに溶解し、２日間室温攪拌
する。以下、実施例１と同様に処理し、アセトニ
トリルより再結晶すると、融点154.0−154.5℃の
黄色結晶１，４−フエニレン−３，3′−ビス（６
−ジエチルアミノ−１，４，２，５−ジチアジア
ジン）202mg（89％）を得た。 ¹H−NMR（CDCl₃，TMS）δ：1.21（12H，
ｔ，Ｊ＝6.8Hz），3.52（8H，ｑ，Ｊ＝6.8Hz），
8.02（4H，Ｓ） IR（KBr，cm^-1）1533，1255，936，847，762 MS（ｍ／ｚ）452（M⁺，17％），419（M⁺−SH，
25％） 130（Et₂NCNS⁺，27％） 128（NCC₆H₄CN⁺，40％） 98（Et₂NCN⁺，62％）実施例３３−ジメチルアミノ−４，５−ジフエニル−
１，３−ジチオリウム過塩素酸塩とジメチルチオ
カルバモイルスルフエンアミドを用い、実施例１
と同様に処理し、アセトニトリルエーテルより再
結晶すると融点164.0−164.5℃の黄色結晶３−ジ
メチルアミノ−５，６−ジフエニル−１，４，２
−ジチアジン（81％）を得た。 ¹H−NMR（CDCl₃，TMS）δ：3.17（6H，
Ｓ），7.1−7.5（10H，ｍ） IR（KBr，cm^-1）1533，1358，1243，1117，
907，748，693 MS（ｍ／ｚ）312（M⁺，22％），242
（

【式】32％） 178（PhC≡CPh⁺，69％），121（PhCN⁺，100
％）元素分析値（％）測定値Ｃ 65.36 Ｈ 5.16 Ｎ 8.91 Ｓ 20.39 計算値Ｃ 65.35 Ｈ 5.16 Ｎ 8.97 Ｓ 20.52 実施例４２−ジエチルアミノ−５−フエニル−１，３−
ジチオリウム−４−チオレート140mg（0.5m
mol）とジメチルチオカルバモイルスルフエンア
ミド136mg（1m mol）をアセトニトリル３mlに
溶解し、3.5時間、加熱還流するか、あるいはｐ
−トルエンスルホン酸を加え室温攪拌する。以下、実施例１と同様に処理すると、黄色油状
物質３−ジエチルアミノ−５−メルカプト−６−
フエニル−１，４，２−ジチアジンと３−ジエチ
ルアミノ−６−メルカプト−５−フエニル−１，
４，２−ジチアジンの異性体混合物86mg（58％）
を得た。混合物としてのスペクトルデータを以下
に示す。 ¹H−NMR（CDCl₃，TMS）δ：1.16，1.18
（6H，ｔ，Ｊ＝6.3Hz），3.30，3.32（4H，ｑ，Ｊ
＝6.3Hz），7.1−7.6（5H，ｍ） MS（ｍ／ｚ）296（M⁺，９％），295（M⁺−Ｈ，18
％） 197（

【式】71％），133（PhC≡CS⁺，47 ％） 121（PhCS⁺，53％），77（Ph⁺，16％）実施例５各種のスルフエンアミド誘導体を用いた反応を
実施例１と同様の条件で行なうと表１に示すよう
な結果が得られた。

【表】

【表】注

ａ）異性体の可能性もあ
る。

〔発明の効果〕本発明によれば、複素環カチオン化合物とスル
フエンアミド誘導体との反応により、簡便かつ好
収率で窒素原子による環拡張生成物が製造できる
上に、従来法と比較して、穏和な条件（室温、中
性）下で反応を進行させることができるという効
果を有し、適用範囲の広い製造方法である。また、本反応で生成する複素６員環化合物は反
芳香族性を有し、物性、構造的に興味がもたれ
る。特に、光照射あるいは加熱により、単体イオ
ウやニトリルスルフイド等が発生するため、反応
活性な硫黄源あるいは、有機合成化学上、有用な
反応中間体であるニトリルスルフイドの前駆体と
なり得ると考えられる。本反応は分子設計の立場からも、窒素原子を１
個環に導入する新しい方法を提供するものであ
り、本反応で用いられる複素環カチオン化合物は
農薬、医薬の分野で反応中間体として用いられて
いるものも多く、新しい薬理効果をもつ化合物を
生成する可能性を有すると考えられる。

Claims

【特許請求の範囲】１一般式（）（式中、Ｘ，Ｙはヘテロ原子を示し、R¹は電
子供与性基を示し、Z^-は無機強酸の酸根を示す。
またカチオン部分の環員数は５である。）で表わされる複素環カチオン化合物と一般式
（） R⁴−SNH₂ …（）（式中、R⁴はＮ，Ｎ−ジ置換チオカルバモイ
ル基、複素環基、アロイル基、又は置換イミドイ
ル基を示す。）で表わされるスルフエンアミド誘導体を反応させ
ることを特徴とする一般式（）（式中、R¹は、Ｘ，Ｙは前記の意味を有し、
環員数は６である。）で表わされる窒素原子による環拡張生成物の製造
方法。２スルフエンアミド誘導体がジ置換チオカルバ
モイルフエンアミド誘導体であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の製造方法。３一般式（）（式中、R²は電子供与性基を示し、R³は反応
不活性な置換基一般を示し、Ｗは硫黄原子あるい
は酸素原子を示す。）で表わされるメソイオン化合物と一般式（） R⁴−SNH₂ …（）（式中、R⁴はＮ，Ｎ−ジ置換チオカルバモイ
ル基、複素環基、アロイル基、又は置換イミドイ
ル基を示す。）で表わされるスルフエンアミド誘導体を反応させ
ることを特徴とする一般式（）（式中、R²，R³，Ｗは前記の意味を有する。）で表わされる窒素原子による環拡張生成物の製造
方法。４スルフエンアミド誘導体がジ置換チオカルバ
モイルフエンアミド誘導体であることを特徴とす
る特許請求の範囲第３項記載の製造方法。