(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３，６−ジアミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルを塩基の存在下、アルキル化剤と反応させて、一般式（Ｉ）
【化１】
0004426659.tif 000004
（式中、Ｒは、Ｃ１−１６アルキル基または置換基を有していてもよいベンジル基を表す。）で表される３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルを製造する方法において、
３，６−ジアミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルを有機溶媒に懸濁させた後、懸濁液を加熱処理することによって、３，６−ジアミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルを有機溶媒に均一に溶解させる工程と、
３，６−ジアミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルの均一な溶液中に、アルキル化剤および塩基を−５℃から０℃で添加し、同温度で反応を行う工程を有することを特徴とする、
３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルの製造法。
【請求項２】
前記塩基の添加量は、３，６−ジアミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルに対し、４〜６当量である、請求項１記載の前記一般式（Ｉ）で表される３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルの製造法。
【請求項３】
前記塩基は、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムである、請求項１又は２記載の前記一般式（Ｉ）で表される３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルの製造法。
【請求項４】
前記有機溶媒は、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドおよびＮ−メチルピロリドンからなる群から選ばれる１種または２種以上である、請求項１〜３いずれか記載の前記一般式（Ｉ）で表される３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルの製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農薬医薬等の中間体や機能性色素及びその中間体として有用な、３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルは、農薬医薬の製造中間体、機能性色素及びその中間体として有用である。
【０００３】
従来、この３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルの製造法としては、例えば、特開平５−３２６４０号公報、ＷＯ９３／９６６４号公報及びＤｙｅｓ  ａｎｄ  Ｐｉｇｍｅｎｔｓ．，３９（１），４９−６８（１９９８）等に記載のように、出発原料として、３，６−ジアミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリル（以下、「ＳＤＰＫ」と略す。）を用い、このものに塩基の存在下、アルキル化剤を作用させるものが知られている。
【０００４】
ところで、ＳＤＰＫは、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）やジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等には徐々に溶解するものの一般の有機溶媒には溶解しにくい性質をもつ。
【０００５】
従って、上記した文献記載の方法等のような従来の３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルを製造する方法においては、ＳＤＰＫを、ＤＭＦ，ＤＭＡＣ，ＤＭＳＯ等の有機溶媒中に懸濁させ、塩基とアルキル化剤を作用させることによって製造していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記文献記載のデータからもわかるように、３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリル類を、安定して高収率で製造することは困難であった。例えば、３，６−ビスジメチルアミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルの製造においては、Ｄｙｅｓ  ａｎｄ  Ｐｉｇｍｅｎｔｓ．，３９（１），５２（１９９８）に記載されているように、反応条件の相違により収率が大きくふれてしまう場合があった。
【０００７】
そこで、本発明は、３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリル類を、工業的に安定して高収率で製造する方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討した結果、３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリル類を、工業的に安定して高収率で製造することができなかったのは、反応系が不均一であること、即ち、原料となるＳＤＰＫが種々の有機溶媒に難溶であることに起因することを見出した。
【０００９】
従って、もし、原料となるＳＤＰＫとアルキル化剤とを塩基の存在下に反応させる際に、ＳＤＰＫの均一な溶液を用いて反応を行うことができるならば、３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリル類を、工業的に安定して高収率で製造することが可能となる。
【００１０】
即ち、本発明は、３，６−ジアミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルと、塩基の存在下にアルキル化剤とを反応させて、一般式〔Ｉ〕
【００１１】
【化２】
0004426659.tif 000002
【００１２】
（式中、Ｒは、Ｃ1-16アルキル基又は置換基を有していてもよいベンジル基を表す。）で表される３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルを製造する方法において、３，６−ジアミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルを有機溶媒に完全に溶解させたのち、アルキル化剤および塩基を添加することを特徴とする、前記一般式〔Ｉ〕で表される３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルの製造法を提供する。
【００１３】
本発明によれば、均一な条件で、ＳＤＰＫをアルキル化剤によりアルキル化させることができるので、３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルを工業的に安定して高収率で製造することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の製造法は、ＳＤＰＫを必要ならば加熱して有機溶媒に完全に溶解させてＳＤＰＫの均一な溶液を得たのち、ＳＤＰＫ溶液を−１０℃から室温に冷却して、アルキル化剤および塩基を添加して反応させることを特徴とする。本発明は、ＳＤＰＫを有機溶媒に完全に溶解させたのち、アルキル化することに特徴を有するのであり、アルキル化剤と塩基の加える順序は、アルキル化剤が先であってもよいし、塩基が先であってもよい。また、ＳＤＰＫとアルキル化剤を有機溶媒に加え、ＳＤＰＫとアルキル化剤の均一な溶液としたのち、塩基を作用させることもできる。
【００１５】
本発明に使用される有機溶媒としては、所望により加熱処理等の操作により、ＳＤＰＫを完全に溶解させる非プロトン性極性溶媒が好ましい。かかる溶媒として、例えば、ＤＭＦ，ＤＭＡＣ，ＤＭＳＯ，Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）等が挙げられる。ＳＤＰＫは、一般的に各種有機溶媒に難溶であるが、これらの溶媒には、加熱処理することにより完全に溶解する。
【００１６】
本発明の製造方法において用いる塩基は、ＳＤＰＫに対し、４〜６当量添加することが好ましい。塩基の添加量が６当量を越える場合には、ＳＤＰＫ及び目的物である３，６−ビス置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリルが、過剰の塩基により分解され、収率が低下する。
【００１７】
反応に用いることのできる塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基、炭酸カリウム等の炭酸塩、ピリジン、ＤＢＵ，ＤＢＣＯ等の有機塩基等を挙げることができる。これらの内、反応溶媒、反応温度や反応モル比等の反応条件が変化しても安定して高収率を得ることができる点から、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムが好ましい。
【００１８】
また、反応系を極力均一なものとすることが好ましいため、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムは、粉末状乃至顆粒状のものを使用することが好ましい。さらに、反応の際には、塩基は原料及び目的物の分解にも関与するので、塩基を添加するには、塩基を分割等して、反応系に徐々に加えるのがより好ましい。
【００１９】
本発明において用いることのできるアルキル化剤としては、一般式：Ｒ−Ｘ又は（ＲＯ)2ＳＯ2 （式中、Ｘはハロゲン原子を表し、Ｒは前記と同じ意味を表す。）で表されるハロゲン化アルキル又は硫酸アルキルエステルを挙げることができる。
【００２０】
前記Ｒ−ＸのＸにおいて、ハロゲン原子としては、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられ、前記Ｒ−Ｘ又は（ＲＯ)2ＳＯ2 のＲにおいて、Ｒとしては、メチル、エチル、プロピル、ｉ−プロピル、ブチル、ｔ−ブチル、ｉ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル基等の直鎖若しくは分岐のＣ1 〜Ｃ16のアルキル基、
ベンジル、２−フルオロベンジル、３−メチルベンジル、４−ｔ−ブチルベンジル、４−メトキシベンジル、２，４−ジクロロベンジル基等のベンゼン環の任意の位置に、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基等の置換基を有していてもよい（ベンジル、α−メチルベンジル、α，α−ジメチルベンジル基）等が挙げられる。
【００２１】
前記アルキル化剤としてより具体的には、ヨウ化メチル、臭化エチル、ヨウ化エチル、ヨウ化プロピル、ヨウ化イソプロピル、臭化イソプロピル、臭化ブチル、ヨウ化ブチル、ｔ−ブチルブロミド、ｉ−ブチルブロミド、塩化ペンチル、ヘキシルブロミド、塩化ヘキシル、塩化ベンジル、臭化ベンジル、ヨウ化ベンジル、２−フルオロベンジルブロミド、３−クロロベンジルブロミド、４−メトキシベンジルクロリド、２，４−ジクロロベンジルクロリド、４−ｔ−ブチルベンジルブロミド等のＲ−Ｘで表されるアルキルハライド、
【００２２】
ジメチル硫酸、ジエチル硫酸等の式（ＲＯ)2ＳＯ2 で表される硫酸アルキルエステルを例示することができる。
【００２３】
反応は、−１０℃〜室温、好ましくは、−５℃〜０℃で行うのが好ましい。反応温度が−１０℃以下では反応の進行が遅く、反応温度が室温以上になると、ＳＤＰＫや反応生成物が分解し、反応収率が低下する。
【００２４】
なお、原料となるＳＤＰＫは、例えば、ＷＯ８８／１２６４号公報、Ｄｙｅｓａｎｄ  Ｐｉｇｍｅｎｔｓ．，３９（１），４９−６８（１９９８）等の記載の方法（下記反応式）により、製造、入手することができる。
【００２５】
【化３】
0004426659.tif 000003
【００２６】
反応終了後は、通常の後処理を行うことにより目的物を得ることができる。合成した化合物は、ＮＭＲ，ＩＲ，ＭＡＳＳ等により同定した。
【００２７】
【実施例】
以下実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、例えば、溶媒、塩基、アルキル化剤等の種類、塩基やアルキル化剤の添加量、反応温度等の反応条件を適宜変更することができる。
【００２８】
実施例１
３，６−ビスジメチルアミノー２，５−ピラジンジカルボニトリルの製造
ＳＤＰＫ１６．１ｇ（０．１ｍｏｌ）をＮ，Ｎ―ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）４００ｍｌに懸濁した後、オイルバスで内温１１０℃まで昇温し３０分間攪拌してＳＤＰＫを完全に溶解した。
【００２９】
次いで、この溶液を内温−５℃まで冷却した後、ヨウ化メチル１１３．６ｇ（０．８ｍｏｌ）を加えた。さらに、粉末状の８５％ＫＯＨ３９．５ｇ（０．６ｍｏｌ）を４分割し、内温が−５〜０℃の範囲内で約１時間かけて徐々に加え、添加終了後、さらに反応液を同温度範囲で９時間攪拌した。
【００３０】
反応液を氷水８００ｍｌに注加し、トルエン４００ｍｌで抽出した。トルエン層を水４００ｍｌで水洗した後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過した。ろ液を減圧濃縮した後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ベンゼン）を用いて精製し、３，６−ビスジメチルアミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリル  １６．８ｇを得た。収率＝７７．８％  融点１２３〜１２５℃
【００３１】
実施例２
３，６−ビスジメチルアミノー２，５−ピラジンジカルボニトリルの製造
ＳＤＰＫ１６．１ｇ（０．１ｍｏｌ）をＤＭＡＣ４００ｍｌに懸濁した後、オイルバスで内温１１０℃まで昇温し３０分間攪拌して、ＳＤＰＫを完全に溶解した。
【００３２】
次いで、この溶液を内温−５℃まで冷却した後、硫酸ジメチル７５．６ｇ（０．６ｍｏｌ）を加えた。さらに、粉末状の９６％ＮａＯＨ１６．７ｇ（０．４ｍｏｌ）を４分割し、内温が−５〜０℃の範囲内で約１時間かけて徐々に加え、添加終了後、さらに、同温度範囲で７時間攪拌した。
【００３３】
反応液を氷水８００ｍｌに注加し、トルエン４００ｍｌで抽出した。トルエン層を水４００ｍｌで水洗した後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過した。ろ液を減圧濃縮した後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ベンゼン）を用いて精製し、３，６−ビスジメチルアミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリル１５．４ｇを得た。収率＝７１．４％
【００３４】
実施例３
３，６−ビスジメチルアミノー２，５−ピラジンジカルボニトリルの製造
ＳＤＰＫ１６．１ｇ（０．１ｍｏｌ）をＤＭＡＣ４００ｍｌに懸濁した後、オイルバスで内温１１０℃まで昇温し３０分間攪拌して、ＳＤＰＫを完全に溶解した。
【００３５】
次いで、この溶液を内温−５℃まで冷却した後、沃化メチル１１３．６ｇ（０．８ｍｏｌ）を加えた。さらに、粉末状の９６％ＮａＯＨ１６．６ｇ（０．４ｍｏｌ）を４分割し、内温が−５〜０℃の範囲内で約１時間かけて徐々に加え、添加終了後、さらに、同温度範囲で３０分間攪拌した。
【００３６】
反応液を氷水８００ｍｌに注加し、トルエン４００ｍｌで抽出した。トルエン層を水４００ｍｌで水洗した後、無水硫酸マグネシウム、活性白土１０ｇを加えてろ過した。ろ液を減圧濃縮して得られた結晶をｎ−ヘキサンで洗浄、乾燥して、３，６−ビスジメチルアミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリル１８．６６ｇを得た。収率＝８６．４％
【００３７】
実施例４
３，６−ビスジメチルアミノー２，５−ピラジンジカルボニトリルの製造
ＳＤＰＫ１６．１ｇ（０．１ｍｏｌ）をＤＭＦ４００ｍｌに懸濁した後、オイルバスにて内温１１０℃まで昇温し３０分間攪拌して、ＳＤＰＫを完全に溶解した。
【００３８】
次いで、この溶液を内温−５℃まで冷却した後、沃化メチル１７０ｇ（１．２ｍｏｌ）を加えた。さらに、粉末状の９６％ＮａＯＨ２５ｇ（０．６ｍｏｌ）を４分割し、内温が−５〜０℃の範囲内で約１時間かけて徐々に加えた。
【００３９】
添加終了後、直ちに反応液を氷水８００ｍｌに注加し、トルエン４００ｍｌで抽出した。トルエン層を水４００ｍｌで水洗した後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過した。ろ液を減圧濃縮した後、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ベンゼン）を用いて精製し、３，６−ビスジメチルアミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリル、１９．８５ｇを得た。収率＝９１．９％
【００４０】
実施例５
３，６−ビス（２−フルオロベンジル）アミノー２，５−ピラジンジカルボニトリルの製造
ＳＤＰＫ０．８ｇ（５ｍｍｏｌ）をＤＭＡＣ２０ｍｌに懸濁した後、オイルバスで内温１１０℃まで昇温し３０分間攪拌して、ＳＤＰＫを完全に溶解した。
【００４１】
次いで、この溶液を内温−５℃まで冷却した後、２−フルオロベンジルブロミド４．１５ｇ（０．０２２ｍｏｌ）を加えた。次に粉末状の９６％ＮａＯＨ０．８３ｇ（０．０２ｍｏｌ）を２分割し、内温が−５〜０℃の範囲内で徐々に加え、さらに同温度範囲で１時間攪拌した。
【００４２】
反応液を氷水８０ｍｌに注加し、トルエン４０ｍｌで抽出し、トルエン層を水４０ｍｌで水洗した後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過した。ろ液を減圧濃縮した後、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ベンゼン）を用いて精製し、３，６−ビス（２−フルオロベンジル）−２，５−ピラジンジカルボニトリル１．７４ｇを得た。収率＝５９．２％  融点１３８〜１４０℃
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、農医薬の中間体、エレクトロルミネッセンス、波長変換材料等の機能性色素として有用な３，６−ビス−ジ置換アミノ−２，５−ピラジンジカルボニトリル化合物を、安定した高収率で得ることができる。