JPS6046105B2 - シアノ化合物の加水分解方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシアノ化合物の新規な加水分解方法に関するも
のである。

更に詳しくは、本発明はシアノ化合物を必要量の水の存
在する極性溶媒中、過酸化水素及びモリブデン酸、タン
グステン酸、テルル酸、バナジン酸、セレン酸から選ば
れた１種又は２種以上の遷移金属酸化物のアルカリ金属
塩、アルカリ土類金属塩若しくはアンモニウム塩の存在
下に加水分解を行なうことを特徴とするカルボキシアミ
ド化合物の製造方法に関するものである。従来シアノ化
合物のシアノ基を加水分解してカルボキシアミド化合物
を合成する方法は、大別して４つの方法が知られている
。

そのうち、強酸を用いる第１の方法及び強アルカリを用
いる第２の方法は、これらの条件下において分子内の他
の部分が安定なシアノ化合物のみにしか適用できず、ま
たシアノ基がカルボン酸にまで加水分解されることも多
い。遷移金属化合物とシアノ化合物の部分分解による第
３の方法〔例えばＳ。Ｐｗｒａｓｋｅｗａｓ９Ｓｙｎｔ
ｈｅｓｉｓ５７４（１９７４）〕は対象とするシアノ化
合物が極めて限定されたものであり、またその処理条件
も特殊なものが多く、とうてい一般的方法とはいいがた
い。

塩基性条件下で過酸化水素を用いる第４の方法はＲａｄ
２ｉｓ２ｅｗｓｋｙ反応として知られており、穏やかな
条件下で速かな加水分解速度を達成できる。

〔例えばＳ、Ｒ、Ｓａｎｄｌｅｒ、Ｗ、Ｋａｒｏ、’
ＯｒｇａｎｉｃＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＧｒｏｕｐＰｒｅ
ｐａｒａｔｉｏｎｓ９’ ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ
、ＮｅｗＹｏｒｋ（１９６８）、２９５頁参照〕が、こ
の方法においても、塩基性条件下でシアノ化合物を処理
するため所望の成果を達成することができないことが多
い。たとえば、生理活性物質として有用な用途を有する
ジアミノマレオニトリルのシッフ塩基（高木俊明他、特
開昭４９−１２７９２１）の一方のシアノ基の加水分解
には、これら従来の方法は充分に適用できない。

代表的なシッフ塩基であるベンジリデンアミノマレオニ
トリルについて、その実例を示せば比較例１〜３に示し
た如く、中性塩基性及び酸性条件下において、過酸化水
素を用いたベンジリデンアミノマレオニトリルの加水分
解は、いずれも所期の生成物を収率良く与えないのであ
る。本発明者らはこれらの欠点を除くことを探索し、広
範囲に適用できる新規な加水分解の方法を見出したもの
である。すなわち、実施例１〜７に示したように、本発
明の方法は、ジアミノマレオニトリルのシッフ塩基の一
方を選択的に収率良く加水分解できるのみならず、また
実施例８の如く、ベンゼン環上に隣接して存在する２つ
のシアノ基の一方のみを選択的に加水分解できるが、こ
れは通常の方法では更に隣接基同志の環化反応等が進行
するため、、とうてい所望の生成物を得ることができな
いものである。

本発明の方法は、勿論モノシアノ化合物にも適用できる
ものであるが、分子中に他に活性な部分を有する化合物
、なかんずく、上記の如きジシアノ化合物の一方のシア
ノ基のみを選択的に加水分解する楊合に最も有効性を発
揮するものであ−る。本発明の方法を適用できる化合物
としては、アセトニトリル等のアルキルシアノ化合物、
アクリロニトリル等の不飽和シアノ化合物、シアノベン
ゼン等の芳香族シアノ化合物、ニコチノニトリル等のヘ
テロ環シアノ化合物、マロノニトリル及．びスクシノニ
トリル等のアルキルジシアノ化合物、フタロニトリル等
の芳香族ジシアノ化合物、ジシアピラジン等のヘテロ環
ジシアノ化合物、さらにテトラシアノエチレン等のポリ
シアノ化合物にも適用でき、またシアノ酢酸エステルの
如く本！発明の条件下で安定な他の官能基を含んでいて
もさしつかえない。本発明によれば例えば医薬の分野に
有用な用途を持つ２，４−ジヒドロキシプテリジン合成
の中間体となるシアノピラジンカルボキシアミドをジ・
シアノピラジンから容易に製造できる。

又、本発明の方法は、シアノ化合物を極性溶媒中に溶解
または懸濁させ且つ水の存在下に行なうものであり、水
は、極性溶媒中にあらかじめ添加しても良いが、遷移金
属酸化物を添加する際にこれらの水溶液として或は、過
酸化水素を添加する際に過酸化水素水として添加するの
が操作上きわめて便利でかつ工業的に有利である。

本発明に用いられる極性溶媒としては、エタノール、プ
ロパノール踏等のアルカノール類、アセトン、メチルエ
チルケトンなどのケトン類、テトラヒドロフラン、ジオ
キサン等の環状エーテル類、ジメチルアセトアミド、ジ
メチルホルムアミド、ニトロメタｌン等が挙げられるが
、特にエタノール又はアセトンを使用した場合が操作上
部合が良い。溶媒の使用量はシアノ化合物に対して３〜
１０踵量倍が適当であるが、好ましくは５〜５唾量倍で
ある。溶媒量が多くても差支えないが、相対的に触媒濃
度が低下するため反応に長時間を要することとなる。又
、逆に溶媒量が少ないと触媒濃度が高くなりすぎるため
反応が著しく進行し副反応を惹起して収率を低下せしめ
あるいは生成物の純度が低下することがあるので、好ま
しくない。従つて極性溶媒の量はこれらを諸条件を考慮
し最も工業的に有利な条件を選択すべきことは云うまで
もない。本発明においては前記の如く触媒として遷移金
属酸化物即ちモリブデン酸、タングステン酸、テルル酸
、バナジン酸及びセレン酸のアルカリ金属塩、アルカリ
土類金属塩若しくはアンモニウム塩の存在下に反応を行
なうことにより加水分解反応は著しく促進されしかも２
個のシアノ基が存在する場合はその１個のみが選択的に
加水分解される。遷移金属酸化物のアルカリ金属塩、ア
ルカリ土類金属塩又はアンモニウム塩としては、具体的
には例えばタングステン酸のナトリウム、カリウム、カ
ルシウム又はアンモニウム塩、テルル酸のナトリウム又
はカリウム塩、モリブデン酸のナトリウム、カリウム塩
又はアンモニウム塩、セレン酸のナトリウム又はカリウ
ム塩、バナジン酸のナトリウム塩、クロム酸のナトリウ
ム又はカリウム塩、アンチモン酸のカリウム又はナトリ
ウム塩等が挙げられるがこれらに限定されるものではな
い。特に、モリブデン酸ナトリウム及びアンモニウムが
本発明の方法に優れた効果を発揮し且つ工業的にも入手
が容易である。触媒の使用量はシアノ化合物に対して０
．０１〜１００重量％、好ましくは０．１〜５鍾量％で
ある。本発明の反応に際し添加される過酸化水素の濃度
は特に限定されないが、通常３０％を用いるのが反応に
必要な水を添加することになるので好都合である。

過酸化水素はシアノ化合物、反応溶媒及び選定した濃度
の触媒溶液を添加した反応液に添加するのが好ましい。
過酸化水素の添加量はシアノ化合物に対して純分換算で
０．１ないし１皓量好ましくは、０．３ないし３倍量で
ある。使用量が上記載範囲以上でもよいが、余り使用量
が多いと不経済であるばかりでなく副反応生起する為好
ましくない。又上記範囲より使用量が少ないと目的とし
た効果が期待できないことがある。本反応を実施するに
あたり、触媒を使用せず、過酸化水素のみでも本反応は
進行するが触媒を併用した場合に比較し、収率は低くな
る（下記比較例参照）。反応温度は使用する溶媒、触媒
量及びその種類等によつて一定ではないが、通常５〜５
０℃、最も好ましくは１５〜３０℃である。反応温度が
余り高いと本来の反応以外の副反応が進行し、収率低下
をまねくほか、生成物の品位低下をきたすおそれがある
ので望ましくない。反応時間は、一般には２〜５叫間で
ある。

設定する条件によソー定でないが余り反応時間が短かい
と未反応物が残存する為、好ましくない。以上の諸条件
を適切に組合せることにより、本発明方法を実施する場
合、特に精製する必要がなノい程度の高純度品が得られ
、乾燥後直ちに核磁気共鳴スペクトル、マススペクトル
を測定できる。更に高品位のものを得る場合には、所望
により適当な溶媒より再結晶すれば容易にその目的を達
することが出来る。以下実施例及ひ比較例を挙げて本発
明方法を更に詳細に説明する。

実施例１ ベンジリデンアミノマレオニトリル６．０ダ（３０．６
ミリモル）のエタノール６００ｍ１溶液に、モリブデン
酸ナトリウム水溶液（イ）．２ｙ／４０ｍ１水）を加え
た。

この溶液に室温下３０％過酸化水素水２５ｍ１を１紛間
かかつて滴下した。室温で田時間攪拌した後、析出した
結晶を濾取し、水でよく洗い、乾燥した。得られた黄色
結晶４．７ｇ（収率７１．２％）はエタノールより再結
晶して、融点２０５〜２０６℃（分解）の黄色微結晶を
得た。ＩＲ（ＫＢｒ）：３３９０，３２９０，３１７０
及び１６８０ｃ７ｎ−１（ア ミド基）２１９０
ｃ７ｎ−１（ニトリル基）質量分析 ：２１４（Ｍつ，
１９６（〔Ｍ−Ｈ２Ｏ）＋， ２６．６％）１３７
（〔Ｍ−Ｃ６ＦＩ５〕＋，１００％） などＮＭ
Ｒ（ジメチルスルホキシドーＤｂ溶液δ）：７．７〜７
．８及び８．２２〜８．３４（フェニルＨ） ８．
５０（アゾメチンＨ）元素分析値： 実測値、Ｃ，６２．Ｏ５：Ｈ，４．７２；Ｎ，２６．３
３％ＣｌｌＨｌＯＮ４Ｏとしての計算値、 Ｃ，
６ｌ．６７；Ｈ，４．７ｌ；Ｎ，２６．ｌ６％以上の結
果より、生成物は次の構造である。

実施例５α−フエニルベンジリデンアミノマレオトリル
３．０ｙをエタノール８０ｍ１にとかし、これにモリブ
デン酸アンモン０．１ｙを２０ｍ１の水に溶かした溶液
を加えた。

さらに、これに３０％過酸化水素水１５ｍｔを加え、室
温で２時間攪拌した。その後、不溶液を濾別し、濾液に
水を加えて、析出する結晶０．８ｙ（収率２５％）を得
た。エタノールより再結晶して融点１８３〜１８５℃（
分解）の黄色微小針状晶であつた。赤外スペクトル（Ｋ
Ｂｒ）：３４２０，３２８０，３１７５，１６７８及び
１６５６ｃｍ−１（酸アミド基），２１８０ｃ！ｎ″′
１（シアノ基）質量スペクトル（Ｍｌｅ）：２９０（Ｍ
つ，２４６，２１３，１９６などＮＭＲスペクトル（ジ
メチルスルホキシドーＤｂ溶液δ）：７．５〜７．６，
７．７５〜７．８５及び７．９５〜＆０５（フェニルＨ
）。

元素分析値：実測値 Ｃ，７Ｏ．２７；Ｈ，４．６９；Ｎ，ｌ９．２９％Ｃｌ
７Ｈｌ４Ｎ４Ｏとしての計算値Ｃ，７Ｏ．３３：Ｈ，４
．８６；Ｎ，ｌ９．３Ｏ％以上の結果から生成物の構造
は次のようである。

実施例６ 実施例１において、ベンジリデンマロノニトリルの代り
にパラメトキシベンジリデンマロノニトリルを用いた他
は全く同じ操作を行なつて、７８％の収率で黄白色の粉
末状固体を得た。

アセトニトリルから再結晶して、融点２１３〜２１６℃
（分解）であつた。赤外スペクトル（ＫＢｒ）：３４２
０，３３８０，３２８０，３１７田灸び１６８９ｄ−１
（酸アミド基）及び２１８０礪−１（シアノ基）。

ＮＭＲスペクトル（ジメチルスルホキシドーＤｂ溶液中
δ）：８．３０，８．２０，７．３７及び７．２７（バ
ラ置換フェニルＨ）及び８．４６（アゾメチンＨ）。

元素分析値：実測値Ｃ，５９．３８；Ｈ，４．９４；Ｎ
，２２．９５％Ｃｌ２Ｈｌ２Ｎ４Ｏ２としての計算値Ｃ
，５９．Ｏｌ；Ｈ，４．９５；Ｎ，２２．９４％以上の
結果から生成物の構造は次のようである。

実施例７ 実施例１において、ベンジリデンアミノマレオニトリル
の代りに、パラメチルベンジリデンジアミノマレオニト
リルを用いた以外は、全く同様の操作により、次の化合
物融点２０８〜２０９．５℃（分解）を収率８６．２％
で得た。

赤外スペクトル（ＫＢｒ）：３３８０，３２８０，３１
６０及び１６９８ｃｍ−１（酸アミド基），及び２１９
０ｃ７！−１（シアノ基）元素分析値：実測値 Ｃ，６３．２４；Ｈ，５．３６；Ｎ，２４．５ｌ％Ｃｌ
。

Ｈｌ２ＯＮ４としての計算値Ｃ，６３．ｌ４：Ｈ，５．
３Ｏ；Ｎ，２４．５５％実施例８フタロニトリル１．２
８ｆ１エタノール１００ｍ１、０．５％モリブデン酸ナ
トリウム１０ｍ１及び３０％過酸化水素水１５ｍ１の混
合物を室温下１時間攪拌した。

その後、少量の水を添加し、減圧（浴温４０℃）で全量
が約３０ｍ１になるまで濃縮し、冷却すると、オルトシ
アノベンズアミド融点１７１℃（文献値１７２〜３℃）
を５８％の収率で得た。実施例９ フェニルアセトニトリル２．５ｆ１エタノール２００ｍ
ｔ，．０．５％モリブデン酸ナトリウム１５ｍ１及び３
０％過酸化水素水１５ｍ１の混合物を室温下４詩間攪拌
した。

その後は実施例８と同一の操作により、フェニルアセト
アミド融点１５６℃（文献値１５５℃）を３４％の収率
で得た。実施例１０ ４頚２００ｍ１フラスコに２，３ージシアノピラジン３
．０ｑ（０．０２３Ｍ０Ｌ）とエタノール１５０ｍ１を
入れて常温で完全に溶解させた。

次いでモリブデン酸ナトリウム０．３ｇを水３０ｍＬに
溶解した溶液を加えて均一溶液となした。この反応液を
水冷しながら３０％の過酸化水素１５ｍ１を約１紛間に
滴下した。最初の滴下時には若干の発熱を伴つたが、そ
の後発熱はみられなかつた。過酸化水素の滴下時、反応
液は黄色となるが、次第に黄色がうすくなり、針状結晶
が徐々に析出して来た。常温で１昼夜放置後、析出した
白色針状結晶を濾過して水１０ｍｔで水洗後、１００〜
１２０℃で８時間乾燥して、２．８５ｆの２ージシアノ
ピラジンー３−カルボキシアミドを得た。収率８３．６
％でＭｐ２７Ｏ〜２７３℃（２３０℃付近で黄変）分解
であつた。本方法により製造した２−シアノピラジンー
３−カルボキシアミドは次の様な特性値を有する。（１
）元素分析値（％） ２−シアノピラジンー３−カルボキシアミド Ｃ６Ｈ４
Ｎ，Ｏ（２）赤外線吸収スペクトル（推定帰属）Ｃｍ−
１（３）核磁気共鳴スペクトルＤＭＳＯ−Ｄ６中９．０
０ｐｐｍ２Ｈ（Ｓ） 環上プロトン８．３０ｐｐｍ
−ＮＨ２（ＢｒＯａｄ）アミドプロトン（４）マススペ
クトルＭ＋１４８（５）紫外線吸収スペクトル（極大吸
収：Ｎｎｌ）（６）薄層クロマトグラフィーＲｆ＝１．
８２（ｎ−Ｃ４ｌｌｌ９ＯＨ，ＣＨ３ＣＯＯＨ，Ｈ２Ｏ
＝４：１：１）（７）融点２７０〜２７３ｌＣ（分解） ２３０℃近辺で黄変する。

（８）外観 白色針状結晶 実施例１１ 実施例１０の仕込みで、アセトン５０ｍｔ１モリブデン
酸ナトリウム０．２ｇ、水２０ｍ１に変更した以外ば実
施例１０と同様に反応及び後処理を行い、２−シアノピ
ラジンー３−カルボキシアミド３．１９ｙを得”た。

収率９３．５％であつた。実施例１２−２４ 実施例１０又は１１と同様にして反応を行い、溶媒及び
触媒などを変えてそれぞれ以下の如き収率で実施例１０
と同一の生成物を得た。

試験例 実施例１０で得られた２−シアノピラジンー３−カルボ
キシアミド３．０ｇをメタノール溶液６０ｎｔを溶解し
、４８％苛性ソーダ溶液６ｙを加え、更に攪拌下０℃以
下に冷却しつつ塩素を徐々に吹き込み、４時間反応させ
た。

その後２０％塩酸水溶液でＰＨ７に中和した。この液を
減圧濃縮し析出した黄色結晶に２８％苛性ソーダ水溶液
５．３５ダ、水３０ｍ１を加え、還流下で３時間加熱し
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シアノ化合物を必要量の水の存在する極性溶媒中、
   過酸化水素及びモリブデン酸、タングステン酸、テルル
   酸、バナジン酸、セレン酸から選ばれた１種又は２種以
   上の遷移金属酸化物のアルカリ金属塩、アルカリ土類金
   属塩若しくはアンモニウム塩の存在下に加水分解を行な
   うことを特徴とするカルボキシアミド化合物の製造方法
   。