二环式含氮杂环化合物的制造方法技术

本发明专利技术构建一种不使用昂贵的试剂类、合成需要工夫、时间的起始物质，能够以较少的工序数且短时间由含氮杂环化合物直接制造二环式含氮杂环化合物的技术。二环式含氮杂环化合物的制造方法具备如下合成工序：通过使含氮杂环化合物和含氮杂环化合物与含有碱金属的液体在反应溶剂中反应而合成联嘧啶、联吡嗪和联喹啉等二环式含氮杂环化合物。

Manufacture of Dicyclic Nitrogen-containing Heterocyclic Compounds

The invention constructs a technology for directly manufacturing bicyclic nitrogen-containing heterocyclic compounds from nitrogen-containing heterocyclic compounds in a short time without using expensive reagents and time-consuming starting materials for synthesis. Dicyclic nitrogen-containing heterocyclic compounds are synthesized by reacting nitrogen-containing heterocyclic compounds and nitrogen-containing heterocyclic compounds with liquids containing alkali metals in reaction solvents to synthesize dicyclic nitrogen-containing heterocyclic compounds such as bipyrimidine, bipyrazine and biquinoline.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二环式含氮杂环化合物的制造方法
本专利技术涉及一种由联嘧啶化合物等构成的二环式含氮杂环化合物的制造方法。
技术介绍
作为二环式含氮杂环化合物，例如可举出具有将含有2个以上的氮原子作为杂原子的含氮芳香环彼此连接而得的结构的联嘧啶化合物、联吡嗪化合物等、具有与苯环缩合的含氮杂环彼此连接而得的结构的联喹啉化合物等。已知它们在有机电致发光(有机EL)材料、医药、农药等的中间体、原料、用于开发有机EL材料、医药、农药的基础研究以及二氧化碳的还原反应中有用。以往，作为二环式含氮杂环化合物的制造方法，例如报告了如下方法(参照专利文献1)：在含有金和钯的纳米团簇催化剂的存在下，将含氮杂环化合物卤化后使其偶联。具体而言，记载了在该纳米团簇催化剂的存在下能够以收率97％由2-氯喹啉合成2,2’-联喹啉。关于联嘧啶化合物的合成，报告了使用钯催化剂(乙酸钯(II))使4(3H)-嘧啶酮偶联，能够以收率72％合成4,4’-联嘧啶(参照非专利文献1)。关于联吡嗪化合物的制造，报告了使用铜酸盐配合物(LiCu(TMP)2)和氧化剂(杜醌等)使吡嗪偶联，能够以收率76％合成2,2’-联吡嗪(参照非专利文献2)。在非专利文献2中还确认了在放大(scale-up)的实验中收率为65％，另外在氧化剂不存在时收率明显较低。进而，报告了使用钯催化剂(乙酸钯(II))使作为吡嗪的卤化物的2-碘吡嗪偶联，能够以收率70％合成2,2’-联吡嗪(参照非专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-184947号公报非专利文献非专利文献1：AbhishekSharma等著，“DirectHeteroarylationofTautomerizableHeterocyclesintoUnsymmetricalandSymmetricalBiheterocyclesviaPd/Cu-CatalyzedPhosphoniumCoupling”，Org.Lett.,2012,14(7),pp1854-1857非专利文献2：MatthewD.Graaf等著，“PhotoredoxCatalysts：SynthesisoftheBipyrazineLigand”，J.Org.Chem.,2015,80(3),pp2032-2035非专利文献3：BenjaminJ.Coe等著，“Synthesesandelectronicandopticalpropertiesofcomplexesofthebis(2,2’-bipyrazyl)rutheniumunit”，Polyhedron,2015,96,pp57-65
技术实现思路
然而，专利文献1、非专利文献3的方法需要用于使含氮杂环化合物卤化的工序。另外，专利文献1的方法利用非常昂贵的金和钯催化剂作为纳米团簇，非专利文献1和非专利文献3的方法也利用钯催化剂，因此，成本增加。而且，为了在工业上利用该方法，需要用于催化剂的回收和再生等的繁琐的工序，在工序数增加的同时工序复杂化。特别是，金、钯即便在贵金属中稀有性也较高，因此在可持续性方面也存在问题。没有报告过可以以单体得到非专利文献1的方法的作为起始物质的4(3H)-嘧啶酮的工艺，该化合物不过是在其它化合物合成时产生的副产物，因此存在利用上有限制的问题。非专利文献2的方法中使用的LiCu(TMP)2是热不稳定的，升温时迅速分解，因此，需要在使用时制备，需要添加氧化剂，因而存在工序数增加并且工序复杂化的问题。因此，期望构建一种不使用昂贵的试剂类、合成需要工夫、时间的起始物质，能够以较少的工序数且短时间由含氮杂环化合物直接制造二环式含氮杂环化合物的技术。本专利技术人等为了解决上述课题而反复研究，结果发现通过使含氮杂环化合物与使碱金属分散于分散溶剂的分散体等含有碱金属的液体反应，即便不使用金、钯催化剂等也能够将两者直接偶联而合成二环式含氮杂环化合物。在该合成反应中，不需要金、钯催化剂等昂贵的试剂类，在经济上有利，并且不需要繁琐的化学方法，能够以较少的工序数在短时间制造二环式含氮杂环化合物。本专利技术人等基于这些见解而完成了本专利技术。本专利技术是一种二环式含氮杂环化合物的制造方法，具备如下工序：通过使下述通式(I)表示的含氮杂环化合物和下述通式(II)表示的含氮杂环化合物与含有碱金属的液体在反应溶剂中反应而合成下述通式(III)表示的二环式含氮杂环化合物。(在此，通式(I)中的Y1、Y2和Y3独立地为氮原子或碳原子，至少2个为氮原子)(在此，通式(II)中的Y4、Y5和Y6独立地为氮原子或碳原子，至少1个为氮原子)(在此，通式(III)中的Y1、Y2和Y3独立地为氮原子或碳原子，至少2个为氮原子，且与通式(I)中的Y1、Y2和Y3相同，以及通式(III)中的Y4、Y5和Y6独立地为氮原子或碳原子，至少1个为氮原子，且与通式(II)中的Y4、Y5和Y6相同)以往，在联嘧啶、联吡嗪和联喹啉化合物等二环式含氮杂环化合物的合成中，广泛利用金、钯等金属催化剂、锂等还原剂。然而，金、钯等催化剂非常昂贵，因此成本增加。而且，为了在工业上利用，需要设置催化剂的回收和再生等工序，存在工序数增加并且工序复杂化的问题点。根据本方法，使用使容易处理的碱金属分散于分散溶剂的分散体等含有碱金属的液体，因而不需要使用金、钯等催化剂。因此，实现了成本的减少，并且不需要繁琐的化学方法，能够以较少的工序数且短时间使含氮杂环化合物直接偶联而合成二环式含氮杂环化合物。另外，能够在经济上且工业上也非常有利地合成二环式含氮杂环化合物。特别是，以钠为代表的碱金属在地球上极其广泛地分布，因此是可持续性也优异的技术。其它制造方法的点在于上述Y1为碳原子、Y2和Y3为氮原子且上述Y4为碳原子、Y5和Y6为氮原子。根据本方法，能够通过使嘧啶彼此直接偶联而制造联嘧啶化合物。其结果，能够简便且短时间而且便宜地生成可适用于有机EL材料、医药、农药、染料等的制造或基础研究以及二氧化碳的还原反应的4,4’-联嘧啶等联嘧啶化合物。其它制造方法的点在于上述Y1和Y3为氮原子、Y2为碳原子且上述Y4和Y6为氮原子、Y5为碳原子。根据本方法，能够通过使吡嗪彼此直接偶联而制造联吡嗪化合物。其结果，能够简便且短时间而且便宜地生成可适用于有机EL材料、医药、农药、染料等的制造、基础研究以及二氧化碳的还原反应的2,2’-联吡嗪等联吡嗪化合物。进而，本专利技术是一种二环式含氮杂环化合物的制造方法，具备如下合成工序：通过使下述通式(IV)表示的含氮杂环化合物和下述通式(V)表示的含氮杂环化合物与含有碱金属的液体在反应溶剂中反应而合成下述通式(VI)表示的二环式含氮杂环化合物。(在此，通式(IV)中的Y7和Y8独立地为氮原子或碳原子，任一者为氮原子，另一者为碳原子)(在此，通式(V)中的Y9和Y10独立地为氮原子或碳原子，任一者为氮原子，另一者为碳原子)(在此，通式(VI)中的Y7和Y8独立地为氮原子或碳原子，任一者为氮原子，另一者为碳原子，且与通式(IV)中的Y7和Y8相同，以及通式(VI)中的Y9和Y10独立地为氮原子或碳原子，任一者为氮原子，另一者为碳原子，且与通式(V)中的Y9和Y10相同)根据本方法，能够通过使喹啉彼此直接偶联而制造联喹啉化合物。其结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二环式含氮杂环化合物的制造方法，具备如下合成工序：通过使下述通式(I)表示的含氮杂环化合物和下述通式(II)表示的含氮杂环化合物与含有碱金属的液体在反应溶剂中反应而合成下述通式(III)表示的二环式含氮杂环化合物，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.31 JP 2016-1090171.一种二环式含氮杂环化合物的制造方法，具备如下合成工序：通过使下述通式(I)表示的含氮杂环化合物和下述通式(II)表示的含氮杂环化合物与含有碱金属的液体在反应溶剂中反应而合成下述通式(III)表示的二环式含氮杂环化合物，在此，通式(I)中的Y1、Y2和Y3独立地为氮原子或碳原子，至少2个为氮原子，在此，通式(II)中的Y4、Y5和Y6独立地为氮原子或碳原子，至少1个为氮原子，在此，通式(III)中的Y1、Y2和Y3独立地为氮原子或碳原子，至少2个为氮原子，且与通式(I)中的Y1、Y2和Y3相同，以及通式(III)中的Y4、Y5和Y6独立地为氮原子或碳原子，至少1个为氮原子，且与通式(II)中的Y4、Y5和Y6相同。2.根据权利要求1所述的二环式含氮杂环化合物的制造方法，其中，所述Y1为碳原子、Y2和Y3为氮原子且所述Y4为碳原子、Y5和Y6为氮原子。3.根据权利要求1所述的二环式含氮杂环化合物的制造方法，其中，所述Y1和Y3为氮原子、Y2为碳原子且所述Y4和Y6为氮原子、Y5为碳原子。4.一种二环式含氮杂环化合物的制造方法，具备如下合成工序：通过使下述通式(IV)表示的含氮杂环化合物和下述通式(V)表示的含氮杂环化合物与含有碱金属的液体在反应溶剂中反应而合成...

【专利技术属性】
技术研发人员：村上吉明，福岛美幸，
申请(专利权)人：株式会社神钢环境舒立净，
类型：发明
国别省市：日本,JP