(57)【要約】【課題】従来の製造法では合成が困難であったオルトベンジジン化合物を、容易かつ高収率で製造する方法を提供する。【解決手段】特定の構造を有するヒドラゾベンゼン化合物を、非プロトン性のルイス酸性を示す反応剤の存在下で転位反応させることにより、特定の構造を有するオルトベンジジン化合物を合成することを特徴とするオルトベンジジン化合物の製造法。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で示される構造の４−，４’−位に置換基を有するヒドラゾベンゼン化合物を、非プロトン性のルイス酸性を示す反応剤の存在下で転位反応させることにより、下記式（２）で示される構造のオルトベンジジン化合物を合成することを特徴とするオルトベンジジン化合物の製造法。
【外１】
2004262863.tif 000009
【外２】
2004262863.tif 000010
（式（１）、（２）中、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアルコキシ基、置換または無置換のアラルキル基、置換または無置換のアリール基、または、ハロゲン原子を示す。Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ、水素原子を示す。ただし、Ｒ１とＲ３とは、結合して芳香環を形成してもよく、Ｒ２とＲ４とは、結合して芳香環を形成してもよい。）
【請求項２】
前記非プロトン性のルイス酸性を示す反応剤が、金属原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含む反応剤である請求項１に記載のオルトベンジジン化合物の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の構造を有するオルトベンジジン化合物の製造法に関する。
【０００２】
本発明の製造法により製造される特定の構造のオルトベンジジン化合物は、医薬、農薬の中間体や、有機染料、有機顔料といった色素類の中間体、不斉合成用触媒、または、有機エレクトロルミネッセンス材料、電子写真における有機電子写真感光体の有機光導電性材料の中間体として有用である。
【０００３】
【従来の技術】
ヒドラゾベンゼン化合物からベンジジン化合物を合成する方法としては、ヒドラゾベンゼン化合物を塩酸などのプロトン酸の存在下で転位反応させるベンジジン転位（非特許文献１参照）を用いた方法が知られている。
【０００４】
しかし、この方法では、パラベンジジン化合物は得られるものの、オルトベンジジン化合物は全く得られないか、もしくは、得られたとしても極微量である。また、ベンジジン転位の結合位置となる４−，４’−位（窒素原子のパラ位）に置換基を導入したヒドラゾベンゼン化合物を出発物質にして、上述のプロトン酸を触媒としたベンジジン転位を適用したとしても、Ｃ−Ｎ結合が新たに生成したセミジン化合物、または、ヒドラゾベンゼン化合物が分解したアゾ化合物が生成するだけで、本発明の目的化合物であるオルトベンジジン化合物は全く得られない。
【０００５】
また、オルトベンジジン化合物を得るための別の方法としては、アリールボロン酸化合物とハロゲン化アリール化合物とをカップリングさせるＳｕｚｕｋｉ反応（非特許文献２）を用いた方法や、ヨウ素化アリール化合物を銅触媒存在下、高温で加熱するＵｌｌｍａｎｎ反応（非特許文献３）などのビフェニル化合物を得るカップリング反応を応用する方法も考えられるが、本発明の目的化合物のような、構造中にアミノ基を有するベンジジン化合物を合成する場合には、アミノ基が反応したアリールアミンが生成するため、オルトベンジジン化合物は得られない。
【０００６】
さらに、上述のカップリング反応を応用して、オルトベンジジン化合物の前駆体化合物になり得るニトロ化合物やフェノール化合物を得た後、アミノ基に置換する方法も考えられるが、カップリング反応の原料となるアリールボロン酸化合物やハロゲン化アリール化合物の合成が困難であり、実質的に合成方法として適用できない。
【０００７】
さらに、ビフェニル化合物のオルト位にヨウ素原子を直接導入した後、Ｕｌｌｍａｎｎ反応を用いてアミノ基を導入する方法もあるが、原料とするヨウ素化合物の合成収率が低いこと、および、Ｕｌｌｍａｎｎ反応自体の収率も低いため、全収率が極端に低くなり、実用的ではないという問題点があった。
【０００８】
【非特許文献１】
大有機化学（朝倉書店：１９５９年Ｖｏｌ．１６），  ｐ．５１７〜５１８
【非特許文献２】
ＴＣＬメール（東京化成工業（株）：２０００／１  Ｎｏ．１０５），  ｐ．１８〜２２
【非特許文献３】
大有機化学（朝倉書店：１９５９年Ｖｏｌ．１６），  ｐ．５１０〜５１３
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の製造法では合成が困難であったオルトベンジジン化合物を、容易かつ高収率で製造する方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記式（１）で示される構造の４−，４’−位に置換基を有するヒドラゾベンゼン化合物を、非プロトン性のルイス酸性を示す反応剤の存在下で転位反応させることにより、下記式（２）で示される構造のオルトベンジジン化合物を合成することを特徴とするオルトベンジジン化合物の製造法である。
【００１１】
【外３】
2004262863.tif 000002
【００１２】
【外４】
2004262863.tif 000003
【００１３】
（式（１）、（２）中、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアルコキシ基、置換または無置換のアラルキル基、置換または無置換のアリール基、または、ハロゲン原子を示す。Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ、水素原子を示す。ただし、Ｒ１とＲ３とは、結合して芳香環を形成してもよく、Ｒ２とＲ４とは、結合して芳香環を形成してもよい。）
本発明によれば、窒素原子のパラ位に置換基を有するオルトベンジジン化合物が高選択的、かつ高収率で得られる。反応機構は明確ではないが、非プロトン性のルイス酸性を示す反応剤の中心原子（金属原子、リン原子、ケイ素原子など）に、上記式（１）で示される構造のヒドラゾベンゼン化合物の２つ窒素原子の孤立電子対が配位し、歪みの大きな３員環構造を含む中間体を形成した後、より安定した構造になるために転位反応を起こし、オルト位での結合を形成したオルトベンジジン化合物が生成するものと考えている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
上記式（１）、（２）中Ｒ１、Ｒ２のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｔ−ブチル基などが挙げられ、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などが挙げられ、アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基などが挙げられ、アリール基としては、フェニル基、ナフチル基などが挙げられ、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などが挙げられる。
【００１５】
また、上記各基が有してもよい置換基としては、メチル、エチル基などのアルキル基や、メトキシ、エトキシなどのアルコキシ基や、ニトロ基や、シアノ基や、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子が挙げられる。
【００１６】
以下に、上記式（１）で示される構造の４−，４’−位に置換基を有するヒドラゾベンゼン化合物の具体例を示すが、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。
【００１７】
【外５】
2004262863.tif 000004
【００１８】
【外６】
2004262863.tif 000005
【００１９】
次に、上記式（２）で示される構造のオルトベンジジン化合物の具体例を示すが、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。
【００２０】
【外７】
2004262863.tif 000006
【００２１】
【外８】
2004262863.tif 000007
【００２２】
本発明の製造法において用いられる反応剤は、非プロトン性のルイス酸性を示すものであればよく、特には、その構造中に、金属原子、リン原子またはケイ素原子を含む反応剤が好ましい。そのような反応剤としては、例えば、三塩化アルミニウム、三臭化アルミニウム、三塩化リン、三臭化リン、三塩化鉄、三臭化鉄、トリメチルシリルクロリド、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルスズなどが挙げられる。
【００２３】
また、非プロトン性のルイス酸性を示す反応剤の使用量は、出発物質である上記式（１）で示される構造の４−，４’−位に置換基を有するヒドラゾベンゼン化合物に対して、０．０１〜１０当量であることが好ましく、０．０５〜５当量であることがより好ましく、０．１〜２当量であることがより一層好ましい。
【００２４】
本発明の製造法に用いられる溶媒については、特に限定はないが、トルエン、ヘキサン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジクロルメタン、クロロホルムなどの非プロトン性溶媒が好ましい。
【００２５】
反応温度に関しては、ハンドリングの点で、−１００〜１５０℃の範囲で行うことが好ましく、１０〜５０℃の範囲で反応を行うことがより好ましい。
【００２６】
本発明の製造法は、常圧下、空気中で製造することができる方法であるが、窒素あるいはアルゴンといった不活性ガス化下で製造を行ってもよい。
【００２７】
反応終了後、常法で処理することにより目的の化合物を得ることができる。
【００２８】
上記式（１）で示される構造の４−，４’−位に置換基を有するヒドラゾベンゼン化合物は、例えば、所望の置換基をパラ位に有するニトロベンゼン誘導体を原料として、エタノール溶媒中で、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、亜鉛、アルミニウムなどの触媒存在下で反応させることで、収率良く得ることができる。
【００２９】
上記式（１）で示される構造の４−，４’−位に置換基を有するヒドラゾベンゼン化合物の合成例を以下に示す。
【００３０】
（合成例１）
・上記式（１−１）で示される構造のヒドラゾベンゼン化合物（ヒドラゾトルエン）の合成
４−ニトロトルエン（１３．０ｇ／９４．８ｍｍｏｌ）を３００ｍｌフラスコ中、エタノール（１００ｍｌ）に溶解し、さらに水酸化ナトリウム水溶液（水酸化ナトリウム１６．６ｇと水４０ｍｌ）を加えて攪拌した。その後、亜鉛（１５．２ｇ／０．２２ｍｏｌ）を加え、超音波により脱気した。その後、超音波に掛けながら４時間還流した。その後、室温まで冷却し、さらに亜鉛（２５．０ｇ／０．３６ｍｏｌ）、エタノール（９０ｍｌ）、水酸化ナトリウム水溶液（水酸化ナトリウム１６．６ｇと水４０ｍｌ）を加え、再び超音波に掛けながら２時間還流した。
【００３１】
反応溶液を吸引濾過し、濾液に含まれるヒドラゾトルエンを熱したベンゼンで抽出した。ベンゼンを除去し、ヒドラゾトルエン（６．２３ｇ／２９．４ｍｍｏｌ）を得た。
【００３２】
・ヒドラゾトルエン
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３／ＴＭＳ）δ＝１．２６（２Ｈ，ｓ），２．４２（６Ｈ，ｓ），７．３０（４Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．９Ｈｚ），７．８１（４Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．９Ｈｚ）
ＩＲ：（ＫＢｒ）ν＝３３３４，３０４９，３０２１，２９５８，２８６９，１６０３，１５０５，７４９ｃｍ−１
ｍ．ｐ．：１２３．０〜１２６．７℃
収率：６５％
（合成例２）
・上記式（１−３）で示される構造のヒドラゾベンゼン化合物（ヒドラゾアニソール）の合成
・上記式（１−６）で示される構造のヒドラゾベンゼン化合物（４，４’−ジブロモヒドラゾベンゼン）の合成
・上記式（１−７）で示される構造のヒドラゾベンゼン化合物（４−メトキシ−４’−ブロモヒドラゾベンゼン）の合成
４−ニトロアニソール（８．０ｇ／０．５２ｍｍｏｌ）と４−ブロモニトロベンゼン（１０．６ｇ／０．５２ｍｍｏｌ）を３００ｍｌフラスコ中、エタノール（１００ｍｌ）に溶解し、さらに水酸化ナトリウム水溶液（水酸化ナトリウム１６．６ｇと水４０ｍｌ）を加え攪拌した。その後、アルミニウム（１５．２ｇ０．２２ｍｏｌ）を加え、超音波により脱気した。その後、超音波に掛けながら４時間還流した。その後、室温まで冷却し、さらにアルミニウム（２５．０ｇ／０．３６ｍｏｌ），エタノール（９０ｍｌ），水酸化ナトリウム水溶液（水酸化ナトリウム１６．６ｇと水４０ｍｌ）を加え、再び超音波に掛けながら２時間還流した。
【００３３】
反応溶液を吸引濾過し、濾液に含まれるヒドラゾトルエンを熱したベンゼンで抽出した。ベンゼンを除去し、カラムクロマトグラフィー（ＳｉＯ２、１００倍、ヘキサン：酢酸エチル＝９：１）により精製し、ヒドラゾアニソール、４，４’−ジブロモヒドラゾベンゼン、４−メトキシ−４’−ブロモヒドラゾベンゼンを１：１：２の割合で得た。
【００３４】
・ヒドラゾアニソール
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３／ＴＭＳ）δ＝１．１８（２Ｈ，ｓ），３．８０（６Ｈ，ｓ），６．９２（４Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．９Ｈｚ），７．８０（４Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．９Ｈｚ）
ＩＲ：（ＫＢｒ）ν＝３３０１，３０８４，３０３４，３０１４，２９５２，２８３５，１６０８，１５０３，１２３６，１０３１，８０６ｃｍ−１
ｍ．ｐ．：１９９．５〜２０２．６℃
収率：２２％
・４，４’−ジブロモヒドラゾベンゼン
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３／ＴＭＳ）δ＝４．８４（２Ｈ，ｓ），６．７２（４Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．９Ｈｚ），７．３４（４Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．９Ｈｚ）
ＩＲ：（ＫＢｒ）ν＝３２４１，３０７０，１５９１，１０６９，８２３，８０９ｃｍ−１
収率：２３％
・４−メトキシ−４’−ブロモヒドラゾベンゼン
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３／ＴＭＳ）δ＝３．７７（３Ｈ，ｓ），４．６６（２Ｈ，ｂｓ）６．７〜６．８（６Ｈ，ｍ，），７．３３（２Ｈ，ｍ）
ＩＲ：（ＫＢｒ）ν＝３３３０，２９５４，２８３５，１５８８，１２３０，１０７０，１０３３，８２４ｃｍ−１
ｍ．ｐ．２２５．２〜２２８．１℃
収率：４６％
その他の上記式（１）で示される構造の４−，４’−位に置換基を有するヒドラゾベンゼン化合物も、合成例１、２と同様にして合成できる。
【００３５】
【実施例】
以下に、上記式（１）で示される構造の４−，４’−位に置換基を有するヒドラゾベンゼン化合物から上記式（２）で示される構造のオルトベンジジン化合物を合成する実施例を示すが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３６】
（実施例１）
・上記式（２−１）で示される構造のオルトベンジジン化合物（４，４’−ジメチルオルトベンジジン）の合成
上記式（１−１）で示される構造のヒドラゾベンゼン化合物（ヒドラゾトルエン）２．０ｇ（９．４２ｍｍｏｌ）を１００ｍｌフラスコ中、アルゴン置換し、ヘキサン５０ｍｌ（溶媒）に溶解し、攪拌した。そこに、非プロトン性のルイス酸性を示す反応剤としてＰＢｒ３（３．７７ｍｍｏｌ／ｍｌ：０．４当量）を滴下し、１日攪拌した。その後、溶媒を除去し、炭酸水素ナトリウム水溶液でクエンチ、ジエチルエーテルで抽出をした。その後、抽出溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィー（ＳｉＯ２、１００倍、ヘキサン：酢酸エチル＝９：１）により精製し、上記式（２−１）で示される構造のオルトベンジジン化合物（４，４’−ジメチルオルトベンジジン）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３／ＴＭＳ）δ＝１．２５（２Ｈ，ｓ），２．６４（６Ｈ，ｓ），７．６６（２Ｈ，ｄ，  Ｊ＝８．９Ｈｚ），７．９７（２Ｈ，ｓ），８．１１（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．９Ｈｚ）
ＩＲ：（ＫＢｒ）ν＝３４３５，３０５１，２９２４，２８５３，１６３８，１５１４，１３５６，８０３ｃｍ−１
ｍ．ｐ．：２４２．１〜２４５．９℃
収率：７１％
（実施例２〜１１）
実施例１において、出発原料を表１に示すヒドラゾベンゼン化合物に変更した以外は、実施例１と同様にして、表１に示すオルトベンジジン化合物を合成した。
【００３７】
（実施例１２〜１６）
実施例１において、非プロトン性のルイス酸性を示す反応剤の種類・量および溶媒を表１に示すとおりに変更した以外は、それぞれ実施例１と同様にして、表１に示すオルトベンジジン化合物を合成した。
【００３８】
実施例１〜１６の結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
2004262863.tif 000008
【００４０】
（比較例１）
実施例１において、非プロトン性のルイス酸性を示す反応剤であるＰＢｒ３を、プロトン性の酸である塩酸に変更した以外は、実施例１と同様にして反応させた。しかし、目的化合物である上記式（２−１）で示される構造のオルトベンジジン化合物（４，４’−ジメチルオルトベンジジン）は全く得られなかった。
【００４１】
（比較例２）
３，３’−ジメチルビフェニル３．６ｇ（１９．８ｍｍｏｌ）、ヨウ素４．０ｇ（３１．６ｍｍｏｌ）、過ヨウ素酸１．８ｇ（７．９ｍｍｏｌ）、氷酢酸２０ｍｌ、水５ｍｌを、ジムロート型冷却管、温度計、攪拌機を装着した１００ｍｌ三つ口フラスコに入れ、８０℃で２時間過熱攪拌した。
【００４２】
反応終了後、生成物をトルエンで抽出した後、有機層を１０％チオ硫酸ナトリウム水溶液、１０％炭酸水素ナトリウム水溶液、水の順で、有機層を洗浄した。
【００４３】
その後、トルエンを留去し、カラムクロマトグラフィーを用いて、精製を行い、３，３’−ジメチル−６，６’−ヨードビフェニル１．２ｇ（収率１４．０％）を得た。
【００４４】
次に、３，３’−ジメチル−６，６’−ヨードビフェニル１．２ｇ（２．７６ｍｍｏｌ）、アセトアミド０．３３ｇ（５．５２ｍｍｏｌ）、銅紛０．８８ｇ（１３．８ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム０．７６ｇ（５．５２ｍｍｏｌ）およびオルトジクロロベンゼン１０ｍｌを入れ、オイルバスにて、８時間加熱還流を行った（Ｕｌｌｍａｎｎ反応）。
【００４５】
放冷後、トルエン２０ｍｌを加えた後、濾過で触媒を除いた。
【００４６】
さらに、得られた粗反応物にナトリウムメチキシドを加え、２時間加熱還流を行った。反応液を水に注いだ後、トルエンで抽出し、有機層を水洗した。その後、有機層を分取し、トルエンを濃縮した後、カラムクロマトグラフィーを用いて、目的物を分取し、上記式（２−１）で示される構造のオルトベンジジン化合物（４，４’−ジメチルオルトベンジジン）０．１ｇを得た（収率１７．１％）。
【００４７】
実施例ではいずれの場合も、上記式（２）で示される構造のオルトベンジジン化合物が収率良く得られているが、従来の方法（比較例１：ベンジジン転位法、比較例２：Ｕｌｌｍａｎｎ反応による合成法）を使用した場合には、目的物が全く得られない、または、収率が極めて低いという結果であった。
【００４８】
以上のことから、本発明の有用性は明らかである。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の製造法では合成が困難であったオルトベンジジン化合物を、容易かつ高収率で製造することができる。