专利名称：制备偶氮化合物的方法
技术领域：
本发明涉及偶氮化合物的制备方法，所述偶氮化合物适合用作功能化合物(例如染料和药品)以及用作制备所述功能化合物的中间体或原材料。
背景技术：
作为在由通式(I)表示的具有芳基和杂环基(heteryl)重氮部分和吡啶偶联部分的偶氮染料中引入芳基或杂环基的方法，如JP-A-2002-371079(本文中使用的术语“JP-A”意指“未审公开的日本专利申请”)所述，已经报道了一种使具有吡唑重氮部分和吡啶偶联部分的偶氮染料与氯苯并噻唑在碱性条件下在极性非质子溶剂(例如DMSO)中反应的方法。由于反应系统复杂和易于形成副产物，该方法没有提供满意的产率。因此，需要一种能够高效地合成由通式(I)表示的化合物的方法。
发明内容
因此，本发明的一个目的是克服现有技术中存在的上述问题，并提供一种以低成本和高纯度安全地制备通式(I)化合物的方法。
通过使用下述的制备由通式(I)表示的化合物的方法，可以实现上述目的。
1、一种制备由下面通式(I)表示的化合物的方法，其包括使由下面通式(II)表示的化合物与由下面通式(III)表示的芳基化试剂和杂环化试剂中的至少一种在碱和相转移催化剂的存在下反应
式中，Q表示芳基或杂环基团，R1表示芳基或杂环基团，R2表示烷基、环烷基、烯基、芳基、杂环基、磺酰基、酰基或者氨甲酰基，R3和R4各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烯基、芳基、杂环基、磺酰基、酰基或者氨甲酰基，条件是R3和R4不同时表示氢原子，并且A1和A2每个都是取代或未取代的碳原子，或者A1和A2中一个表示取代或未取代的碳原子，并且另一个表示氮原子； 式中，Q、R2、R3、R4、A1和A2都分别与通式(I)中定义的Q、R2、R3、R4、A1和A2具有相同的含义；R1-X (III)式中，R1与通式(I)中定义的R1具有相同的含义，并且X表示卤素原子或者磺酰氧基。
2、如第1条中所述的方法，其中通式(I)和(II)中的Q表示吡唑基、噻唑基、1，2，4-噻二唑基、1，3，4-噻二唑基、苯并噻唑基、三唑基或者咪唑基。
3、如第1条中所述的方法，其中由通式(I)表示的化合物是下面由通式(IV)表示的化合物，并且由通式(II)表示的化合物是下面由通式(V)表示的化合物
式中，R1′表示芳基或杂环基团，R1、R2、R3、R4、A1和A2分别与通式(I)中的R1、R2、R3、R4、A1和A2具有相同的含义，R5表示氢原子或者烷基、环烷基、芳基、杂环基或酰基，并且R6表示氢原子、卤素原子或者氰基； 式中，R1″表示氢原子、芳基或杂环基团，R2、R3、R4、R5、R6、A1和A2分别与通式(I)中的R2、R3、R4、R5、R6、A1和A2具有相同的含义，条件是当R1″表示氢原子时，R1′和R1表示相同的取代基，而当R1″不表示氢原子时，R1′和R1″表示相同的取代基。
4、如第1至3条中任何一项所述的方法，其中由通式(III)表示的化合物是下面由通式(VI)表示的化合物 式中，X的定义与通式(III)中的相同，Y表示取代基，并且n表示从0至4的整数。
5、如第1至4条中任何一项所述的方法，其中所述反应在混合溶剂的存在下进行，所述混合溶剂包括有机溶剂和水，并且有机溶剂与水的体积比在从1∶100至100∶1的范围内。
6、如第1至5条中任何一项所述的方法，其中所述相转移催化剂是选自季铵盐、季鏻盐和醚化合物中的至少一种。
7、如第1至6条中任何一项所述的方法，其中所述碱是无机碱。
8、如第1至7条中任何一项所述的方法，其中相对于每摩尔的由通式(II)表示的化合物，所述碱的用量为100摩尔或更少。
9、如第1至8条中任何一项所述的方法，其中相对于每摩尔的由通式(II)表示的化合物，所述相转移催化剂的用量为0.001至2摩尔。
10、如第1至9条任何一项所述的方法，其中所述反应在填充有惰性气体的反应系统中进行。
11、如第1至10条中任何一项所述的方法，其中所述反应温度在50℃至150℃之间。
12、如第1至11条中任何一项所述的方法，其中反应时间是3至12小时，并且反应温度在80℃至120℃之间。
13、如第1至12条中任何一项所述的方法，其中相对于每摩尔的由通式(II)表示的化合物，由通式(III)表示的芳基化试剂或杂环化试剂的用量为20摩尔或更少。
具体实施例方式
下面对本发明进行更详细的说明。
首先，具体地描述由通式(I)表示的本发明的化合物。
在通式(I)中，Q表示芳基或杂环基团。所述芳基可以是取代的或者未取代的芳基。
取代芳基和杂环基团的取代基实例包括卤素原子、烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂环基、氰基、羟基、硝基、羧基、烷氧基、芳氧基、甲硅烷氧基、杂环氧基、酰氧基、氨甲酰氧基、烷氧基羰基氧基、芳氧基羰基氧基、氨基(包括烷氨基和苯氨基)、酰氨基、氨基羰基氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、氨磺酰氨基、烷基或芳基磺酰氨基、巯基、烷硫基、芳硫基、杂环硫基、氨磺酰基、磺基、烷基或芳基亚磺酰基、烷基或芳基磺酰基、酰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、芳基或杂环偶氮基、酰亚氨基、膦基、氧膦基、氧膦氧基(phosphinyloxy)、氧膦氨基(phosphynylamino)和甲硅烷基。
下面将更加具体地说明上述取代芳基的取代基。卤素原子(例如氯、溴和碘原子)；烷基(优选具有1至30个碳原子的线性或支化的，取代或未取代的烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、正辛基、2-氯乙基、2-氰基乙基和2-乙基己基)；环烷基[优选为取代或未取代的C3-10环烷基(例如环己基和环戊基)，以及多环烷基，例如双环烷基(优选为取代或未取代的C5-30双环烷基，例如双环[2，2，1]庚-2-基和双环[2，2，2]辛-3-基)和三环烷基，每个具有多环结构，其中优选是单环环烷基和双环环烷基，并且单环环烷基是尤其优选的]；烯基(包括线性或支化的，取代或未取代的烯基，优选为C2-30烯基，例如乙烯基、烯丙基、异戊二烯基(prenyl)、香叶基和油烯基，并且还包括下述的环烯基)；环烯基[优选为取代的C3-30环烯基，例如2-环戊烯-1-基和2-环己烯-1-基，以及多环烯基，例如双环烯基(优选为取代或未取代的C5-30双环烯基，例如双环[2，2，1]庚-2-烯-1-基和双环[2，2，2]辛-2-烯-4-基)，其中单环环烯基是尤其优选的]；炔基(优选取代或未取代的C2-30炔基，例如乙炔基、炔丙基和三甲基甲硅烷基乙炔基)，芳基(优选取代或未取代的C6-30芳基，例如苯基、对甲苯基、萘基、间氯苯基和邻十六烷酰氨基苯基)；杂环基团(优选5至7员的、取代或未取代的、饱和或不饱和的、芳香或非芳香的、单环或环稠合杂环基团；更优选其是成环原子选自碳原子、氮原子和硫原子，并且同时具有至少一个选自氮原子、氧原子和硫原子的杂原子的杂环基团，更优选其为5或6员芳香C3-30杂环基团，例如2-呋喃基、2-噻吩基、2-吡啶基、4-吡啶基、2-嘧啶基和2-苯并噻唑基)；氰基；羟基；硝基；羧基；烷氧基(优选取代或未取代的C1-30烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、叔丁氧基、正辛氧基和2-甲氧基乙氧基)；芳氧基(优选取代或未取代的C6-30芳氧基，例如苯氧基、2-甲基苯氧基、2，4-二-叔戊基苯氧基、4-叔丁基苯氧基、3-硝基苯氧基和2-十四烷酰氨基苯氧基)；甲硅烷氧基(优选C3-20甲硅烷氧基，例如三甲基甲硅烷氧基和叔丁基二甲基甲硅烷氧基)；杂环氧基(优选取代或未取代的C2-30杂环氧基，在杂环基团中具有上述杂环部分作为其杂环部分，例如1-苯四唑-5-氧基和2-四氢吡喃氧基)；酰氧基(优选甲酰氧基、取代或未取代的C2-30烷基羰基氧基，以及取代或未取代的C6-30芳羰基氧基，例如甲酰氧基、乙酰氧基、新戊酰氧基、硬脂酰氧基、苯甲酰氧基和对甲氧基苯基羰基氧基)；氨基甲酰氧基(优选取代或未取代的C1-30氨基甲酰氧基，例如N，N-二甲基氨基甲酰氧基、N，N-二乙基氨基甲酰氧基、吗啉羰基氧基、N，N-二-正辛氨基羰氧基和N-正辛基氨基甲酰氧基)；烷氧羰基氧基(优选取代或未取代的C2-30的烷氧羰基氧基，例如甲氧基羰基氧基、乙氧基羰基氧基、叔丁氧基羰基氧基和正辛基羰基氧基)；芳氧基羰基氧基(优选取代或未取代的C7-30的芳氧基羰基氧基，例如苯氧基羰基氧基、对甲氧基苯氧羰基氧基和对正十六烷氧基苯氧羰基氧基)；氨基(优选氨基、取代或未取代的C1-30的烷氨基、取代或未取代的C6-30的芳氨基，以及C0-30的杂环氨基，例如氨基、甲氨基、二甲基氨基、苯氨基、N-甲基-苯氨基、二苯氨基和N-1，3，5-三嗪-2-氨基)、酰氨基(优选甲酰氨基、取代或未取代的C1-30的烷羰基氨基，以及取代或未取代的C6-30的芳羰基氨基，例如甲酰氨基、乙酰氨基、新戊酰氨基、月桂酰氨基、苯酰氨基和3，4，5-三-正辛氧苯基羰基氨基)；氨基羰基氨基(优选取代或未取代的C1-30的氨基羰基氨基，例如氨基甲酰基氨基、N，N-二甲氨基羰基氨基、N，N-二乙氨基羰基氨基和吗啉羰基氨基)；烷氧基羰基氨基(优选取代或未取代的C2-30烷氧基羰基氨基，例如甲氧基羰基氨基、乙氧基羰基氨基、叔丁氧基羰基氨基、正十八氧基羰基氨基和N-甲基-甲氧基羰基氨基)；芳氧羰基氨基(优选取代或未取代的C7-30的芳氧羰基氨基，例如苯氧基羰基氨基、对氯苯氧羰基氨基和间-正辛氧苯氧基羰基氨基)；氨磺酰氨基(优选取代或未取代的C0-30的氨磺酰氨基，例如氨磺酰氨基、N，N-二甲氨基磺酰氨基和N-正辛氨基磺酰氨基)；烷基或芳基磺酰氨基(优选取代或未取代的C1-30烷基磺酰氨基和取代或未取代的C6-30芳基磺酰氨基，例如甲磺酰氨基、丁基磺酰氨基、苯基磺酰氨基、2，3，5-三氯苯基磺酰氨基和对甲苯基磺酰氨基)；巯基；烷硫基(优选取代或未取代的C1-30烷硫基，例如甲硫基、乙硫基和正十六烷基硫基)；芳硫基(优选取代或未取代的C6-30芳硫基，例如苯硫基、对氯苯硫基和间-甲氧基苯硫基)；杂环硫基(优选取代或未取代的C2-30杂环硫基，其在杂环基团中具有上述的杂环部分作为其杂环部分，例如2-苯并噻唑硫基和1-苯四唑-5-硫基)；氨磺酰基(优选取代或未取代的C0-30氨磺酰基，例如N-乙基氨磺酰基、N-(3-十二烷氧丙基)氨磺酰基，N，N-二甲基氨磺酰基、N-乙酰氨磺酰基、N-苯甲酰氨磺酰基和N-(N′-苯氨基甲酰基)氨磺酰基)；磺酸基；烷基-或芳基-亚磺酰基(优选取代或未取代的C1-30烷基亚磺酰基和取代或未取代的C6-30芳基亚磺酰基，例如甲基亚磺酰基、乙基亚磺酰基、苯基亚磺酰基和对甲苯基亚磺酰基)；烷基或芳基磺酰基(优选取代或未取代的C1-30烷基磺酰基和取代或未取代的C6-30芳基磺酰基，例如甲磺酰基、乙磺酰基、苯磺酰基和对甲苯磺酰基)；酰基(优选甲酰基、取代或未取代的C2-30烷羰基和取代或未取代的C7-30芳羰基，例如乙酰基、新戊酰基、2-氯乙酰基、硬脂酰基、苯甲酰基和对正辛氧苯基羰基)；芳氧羰基(优选取代或未取代的C7-30芳氧羰基，例如苯氧羰基、邻氯苯氧羰基、间硝基苯氧羰基和对叔丁苯氧羰基)；烷氧羰基(优选取代或未取代的C2-30烷氧羰基，例如甲氧羰基、乙氧羰基、叔丁氧羰基和正十八氧羰基)；氨基甲酰基(优选取代或未取代的C1-30氨基甲酰基，例如氨基甲酰基、N-甲基氨基甲酰基、N，N-二甲氨基甲酰基、N，N-二-正辛氨基甲酰基和N-(甲基磺酰基)氨基甲酰基)；芳基或杂环偶氮基(优选取代或未取代的C6-30芳基偶氮基和取代或未取代的C3-30杂环偶氮基(优选在杂环基团中具有上述的杂环部分作为其杂环部分)，例如苯基偶氮基、对氯苯基偶氮基、5-乙硫基-1，3，4-噻二唑-2-偶氮基、3-吡啶偶氮基、2-噻唑偶氮基和2-苯并噻唑偶氮基)；酰亚胺基(优选取代或未取代的C2-30酰亚胺基，例如N-琥珀酰亚胺基和N-邻苯二甲酰亚胺基)；膦基(优选取代或未取代的C2-30膦基，例如二甲基膦基、二苯基膦基和甲苯氧基膦基)；氧膦基(优选取代或未取代的C2-30氧膦基，例如氧膦基、二辛氧基氧膦基和二乙氧基氧膦基)；氧膦氧基(优选取代或未取代的C2-30氧膦氧基，例如二苯氧基氧膦氧基和二辛氧基氧膦氧基)；氧膦氨基(优选取代或未取代的C2-30氧膦氨基，例如二甲氧基氧膦氨基和二甲氨基氧膦氨基)；以及甲硅烷基(优选取代或未取代的C3-30甲硅烷基，例如三甲基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基和苯基二甲基甲硅烷基)。
作为杂环基团，优选是未取代的杂环基团和具有上述优选取代基的杂环基团，其中具有5员或6员取代基的杂环是尤其优选的。这种杂环基团的实例包括3-吡唑基、2-噻唑基、1，2，4-噻二唑-3-基、1，3，4-噻二唑-2-基、2-苯并噻唑基、三唑基和2-咪唑基。
R1表示芳基或者杂环基团。所述芳基或杂环基团与上述Q中所述的芳基或杂环基团具有相同的含义。作为R1，优选的是取代或未取代的2-吡啶基、2-噻吩基、2-噻唑基、2-苯并噻唑基、三唑基和2-吡喃基，其中取代或未取代的2-苯并噻唑基是更优选的。
R2表示烷基、环烷基、烯基、芳基、杂环基、磺酰基、酰基或者氨甲酰基。
作为R2的烷基是线性或支化的烷基，并且可以是取代或未取代的。作为这种烷基，那些除了取代基的碳原子外具有1至30个碳原子的基团是优选的。烷基的实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、仲丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基。取代烷基的取代基的实例包括那些上面在Q中作为取代芳基的取代基举例说明的基团。优选的取代基也与那些在Q中举例说明的基团相似。在烷基中，优选的是未取代的烷基。
作为R2的环烷基可以是取代或未取代的环烷基。取代环烷基的取代基实例包括那些上面在Q中作为取代芳基取代基举例说明的基团。优选的取代基也与那些在Q中举例说明的基团相似。这种环烷基的实例包括环戊基、环己基、环庚基和环辛基。
作为R2的烯基可以是取代或未取代的烯基。取代烯基的取代基实例是那些上面在Q中作为取代芳基取代基举例说明的基团。优选的取代基也与那些在Q中举例说明的基团相似。作为所述烯基，那些除了取代基的碳原子外具有2至30个碳原子的烯基是优选的。这种烯基的实例包括烯丙基、异戊二烯基、香叶基和油烯基。
作为R2的炔基可以是取代或未取代的炔基。取代炔基的取代基实例包括那些上面在Q中作为取代芳基取代基举例说明的基团。优选的取代基也与那些在Q中举例说明的基团相似。作为炔基，那些除了取代基的碳原子外具有2至30个碳原子的基团是优选的。这种炔基的实例包括噻吩基和炔丙基。
作为R2的芳基可以是取代或未取代的芳基。取代芳基的取代基实例包括那些上面在Q中作为取代芳基取代基举例说明的基团。优选的取代基也与那些在Q中举例说明的基团相似。作为用作R2的芳基，取代的芳基是优选的，并且更优选在其2和6位上具有取代基的芳基。这种芳基的实例包括2，6-二甲基苯基和2，4，6-三甲基苯基。
作为R2的杂环基团可以是未取代的杂环基团或者取代的杂环基团，但是后者是优选的。这种杂环基团的实例包括2-吡啶基和2-苯并噻唑基。
作为R2，取代的芳基或者杂环基团是优选的，并且在其2和6位上具有取代基的芳基是最优选。
R3和R4每种独立地表示氢原子、烷基、环烷基、芳烷基、烯基、芳基、杂环基、磺酰基、酰基或者氨甲酰基，但是它们不同时表示氢原子。
作为R3或R4的杂环基团、磺酰基、酰基或者氨甲酰基与在上面作为R2描述的基团相似。
作为R3和R4的芳基可以是未取代的芳基或者取代的芳基，但是后者是优选的。取代芳基的取代基实例包括那些上面在Q中作为取代芳基取代基举例说明的基团。优选的取代基也与那些在Q中举例说明的基团相似。这种芳基的实例包括2-甲苯基、2，4，6-三甲苯基和4-辛苯基。
A1和A2均是取代或未取代的碳原子(-CH＝或-CR＝，其中R表示取代基)，或者其中一个是取代或未取代的碳原子而另一个是氮原子。取代碳原子的取代基实例包括那些上面在Q中作为取代芳基取代基举例说明的基团。优选的取代基也与那些在Q中举例说明的基团相似。
在通式(II)中，Q、R2、R3、R4、A1和A2分别与通式(I)中所述的Q、R2、R3、R4、A1和A2具有相同的含义。
在通式(III)中，R1与通式(I)中所述的R1具有相同的含义。
X表示卤素原子或者磺酰氧基，其中优选氯原子或溴原子，或者苯磺酰氧基、甲苯磺酰氧基或者甲烷磺酰氧基。
在本发明中，当通式(I)和(II)分别为通式(IV)和通式(V)时是尤其优选的。
在通式(IV)和(V)中，R1′、R1、R2、R3、R4、A1和A2分别与通式(I)中的R1′、R1、R2、R3、R4、A1和A2具有相同的含义。R1″表示氢原子、芳基或杂环基团。当通式(V)中的R1″表示氢原子时，R1′和R1表示相同的取代基。当R1″不表示氢原子时，R1′和R1″表示相同的取代基。
R5表示氢原子或者烷基、环烷基、芳基、杂环基或酰基。所述烷基、环烷基、芳基、杂环基或酰基与R2中所述的烷基、环烷基、芳基、杂环基或酰基具有相同的含义。R2优选表示异丙基或叔丁基，并且叔丁基是最优选的。R6表示氢原子、卤素原子或者氰基，并且氰基是最优选的。
在本发明中，通式(III)更优选地是通式(VI)。
在通式(VI)中，X与在通式(III)中所述的具有相同的含义。Y表示取代基。该取代基的实例包括那些在Q中作为芳基取代基给出的基团，并且优选的取代基与那些在Q中给出的相似。作为Y，卤素原子，或者氨磺酰基、羧基或磺基是更优选的，并且氨磺酰基、羧基或磺基是更优选的。
n代表从0至4的整数，并且指取代基Y的数目。作为n，从0至2的整数是优选的，并且0或1是更优选的。
下面将说明在本发明中使用的相转移催化剂。对于本发明中使用的相转移催化剂没有特别的限制，并且可以使用那些在有机合成领域公知的催化剂。相转移催化剂的优选实例包括有机盐，例如季铵盐(例如四丁基溴化铵、四丁基氯化铵和四甲基溴化铵)和季鏻盐(例如四丁基溴化鏻、四丁基氯化鏻和四甲基溴化鏻)及醚化合物(例如1 8-冠-6和PEG400)。其中，季铵盐或季鏻盐是优选的，并且季铵盐是更优选的。
接下来，将说明由通式(I)或通式(II)表示的化合物的具体实例，但是所述化合物并不局限于此。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
表8
表9
接下来，将具体地说明合成根据本发明通式(I)的化合物的方法。
本发明的合成方法的特征在于在碱和相转移催化剂的存在下，优选在没有氧气的情况下，使由通式(II)表示的化合物与芳基化或者杂环化试剂反应。
在上述反应中使用的有机溶剂的实例包括，但不局限于芳香化合物(例如甲苯和二甲苯)、乙酸酯(例如乙酸乙酯和乙酸丁酯)、酰胺(例如N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮)、腈(例如乙腈)和杂环化合物(例如N，N′-二甲基咪唑啉酮和环丁砜)，以及二甲基亚砜。也可以通过组合使用这些溶剂，在均相或者异相溶剂混合物体系中进行所述反应。另外，也可以通过组合使用上述的溶剂体系和水，在有机溶剂和水的均相或异相溶剂混合物体系中进行所述反应。当使用有机溶剂和水的溶剂混合物时，有机溶剂∶水的体积比优选落在从1∶100至100∶1的范围内，更优选从1∶50至50∶1的范围内。
本发明中反应溶剂的用量优选为由通式(II)表示的化合物重量的0.1至50倍，更优选0.2至20倍。
作为本发明中使用的碱，可以使用有机碱或无机碱，但是后者是优选的。反应中使用的无机碱的实例包括，但不局限于碳酸盐，例如碳酸钾和碳酸铯，以及金属氢氧化物，例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡和氢氧化镁。两种或多种碱可以组合使用。
相对于每摩尔的用作原材料的通式(II)的化合物，在本发明反应中碱的用量优选为100摩尔或更少，更优选2至20摩尔。
相对于每摩尔的用作原材料的通式(II)的化合物，在本发明反应中芳基化或者杂环化试剂的用量优选为20摩尔或更少，更优选2至10摩尔。
相对于每摩尔的用作原材料的通式(II)的化合物，在本发明反应中相转移催化剂的用量优选为0.001至2摩尔，更优选从0.01至1摩尔。
本发明的反应优选在无氧条件下(在具有低氧气浓度的条件下)实行。更具体地说，本发明化合物优选在例如填充有惰性气体的反应系统中进行。
本发明反应中的反应温度优选在从50℃至150℃的范围内，并且从80℃至120℃的范围是更优选的。
本发明反应所需的时间通常取决于反应温度、碱或反应物，但是通常为0.1至24小时。
反应优选在80℃至120℃的反应温度下实行3至12小时。
通过NMR、HPLC、TLC或其它方法来证实反应的完成。
下面将通过实施例详细地说明本发明。但是，应当明白本发明并不局限于这些实施例。
化合物(I-1)的合成(实施例1)在氮气流保护下，将9.64克(17.5毫摩尔)化合物(II-1)(包含1/2甲醇分子作为结晶溶剂)、7.53克(54.6毫摩尔)碳酸钾、0.70克(2.17毫摩尔)四丁基溴化铵、11.81克(69.6毫摩尔)氯苯并噻唑，以及20毫升乙酸丁酯的混合溶液在100至110℃的内部温度下加热5小时。化合物(I-1)的产率为82.1％(HPLC面积％，检测波长为254纳米)。当内部温度被冷却至70℃时，加入20毫升水和20毫升乙酸乙酯，将反应混合物分层。在浓缩由此获得的油层后，将浓缩物从40毫升甲醇中结晶。过滤由此沉淀的晶体。所得晶体用40毫升甲醇洗涤并干燥，从而获得10.76克(产率77％，纯度98.0％)的化合物(I-1)。λmax＝558纳米(DMF溶液).m/Z(POSI)＝802。
(实施例2)在氮气流保护下，在100至110℃的内部温度下加热9.64克(17.5毫摩尔)化合物(II-1)(包含1/2甲醇分子作为结晶溶剂)、7.53克(54.6毫摩尔)碳酸钾、1.39克(5.25毫摩尔)18-冠-6、11.81克(69.6毫摩尔)氯苯并噻唑和20毫升乙酸丁酯的混合溶液。8小时后，加入0.50克(1.89毫摩尔)18-冠-6，并且在加入1小时后，加入2.01克(14.5毫摩尔)碳酸钾。加入后两小时，化合物(I-18)的产率为77.6％(HPLC面积％，检测波长为254纳米)。当内部温度被冷却至70℃时，加入20毫升水和20毫升乙酸乙酯，将反应混合物分层。在浓缩由此获得的油层后，将浓缩物从40毫升甲醇中结晶。过滤由此沉淀的晶体。所得晶体用40毫升甲醇洗涤并干燥，从而获得8.56克(产率61％，纯度97.9％)的化合物(I-1)。
(实施例3)在氮气流保护下，将10.0克(18.2毫摩尔)化合物(II-1)(包含1/2甲醇分子作为结晶溶剂)、20.7克(149.6毫摩尔)碳酸钾、1.81克(5.61毫摩尔)四丁基溴化铵、9.52克(56.3毫摩尔)氯苯并噻唑、20毫升乙酸丁酯和7.5毫升水的混合溶液在90至100℃的内部温度下加热5小时。化合物(I-1)的产率为91.7％(HPLC面积％，检测波长为254纳米)。当内部温度被冷却至70℃时，加入20毫升水和20毫升乙酸乙酯，将反应混合物分层。在浓缩由此获得的油层后，将浓缩物从40毫升甲醇中结晶。过滤由此沉淀的晶体。所得晶体用40毫升甲醇洗涤并干燥，从而获得11.77克(产率81％，纯度98.1％)的化合物(I-1)。
(实施例4)在氮气流保护下，将10.7克(18.7毫摩尔)化合物(II-1)(盐酸盐)、23.3克(168.6毫摩尔)碳酸钾、1.81克(5.61毫摩尔)四丁基溴化铵、9.52克(56.3毫摩尔)氯苯并噻唑、20毫升乙酸丁酯和7.5毫升水的混合溶液在90至100℃的内部温度下加热5.5小时。化合物(I-18)的产率为92.8％(HPLC面积％，检测波长为254纳米)。当内部温度被冷却至70℃时，加入20毫升水和20毫升乙酸乙酯，将反应混合物分层。在浓缩由此获得的油层后，将浓缩物从40毫升甲醇中结晶。过滤收集由此沉淀的晶体。所得晶体用40毫升甲醇洗涤并干燥，从而获得12.56克(产率84％，纯度98.2％)的化合物(I-1)。
(比较实施例1)在不含相转移催化剂的反应系统中进行反应的情况在氮气流保护下，将3.0克(5.45毫摩尔)化合物(II-1)(包含1/2甲醇分子作为结晶溶剂)、3.09克(22.4毫摩尔)碳酸钾、3.68克(21.8毫摩尔)氯苯并噻唑和7毫升乙酸丁酯的混合溶液在90至100℃的内部温度下加热6小时。通过该反应，没有形成化合物(I-1)，只制得化合物(II-8)，即制备出产率为84.6％(HPLC面积％，检测波长为254纳米)的化合物(II)，其中仅其吡唑环上的氢原子被转化成苯并噻唑。
(比较实施例2)向10.0克(18.2毫摩尔)化合物(II-1)(包含1/2甲醇分子作为结晶溶剂)、10.3克(74.8毫摩尔)碳酸钾和12.7克(74.8毫摩尔)氯苯并噻唑中加入70毫升DMSO。在氮气鼓泡下，将所述混合物在80℃的内部温度下加热4小时。化合物(I-1)的产率为73.4％(HPLC面积％，检测波长为254纳米)。在反应完成后，过滤收集由此沉淀出的晶体，并且用70毫升DMSO洗涤。然后，所得晶体被分散在500毫升水中、过滤并干燥，从而获得11.41克(产率78％，纯度88.1％)的化合物(I-1)。
工业适用性本发明可以高产率制备高纯度的偶氮化合物，所述偶氮化合物可用作制备功能化合物(例如染料和药品)的中间体或原材料。
权利要求
1.一种制备由下面通式(I)表示的化合物的方法，其包括使由下面通式(II)表示的化合物与由下面通式(III)表示的芳基化试剂和杂环化试剂中的至少一种在碱和相转移催化剂的存在下反应 式中，Q表示芳基或杂环基团，R1表示芳基或杂环基团，R2表示烷基、环烷基、烯基、芳基、杂环基、磺酰基、酰基或者氨甲酰基，R3和R4各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烯基、芳基、杂环基、磺酰基、酰基或者氨甲酰基，条件是R3和R4不同时表示氢原子，并且A1和A2每个都是取代或未取代的碳原子，或者A1和A2中一个表示取代或未取代的碳原子，并且另一个表示氮原子； 式中，Q、R2、R3、R4、A1和A2都分别与通式(I)中定义的Q、R2、R3、R4、A1和A2具有相同的含义；R1-X (III)式中，R1与通式(I)中定义的R1具有相同的含义，并且X表示卤素原子或者磺酰氧基。
2.如权利要求1中所述的方法，其中通式(I)和(II)中的Q表示吡唑基、噻唑基、1，2，4-噻二唑基、1，3，4-噻二唑基、苯并噻唑基、三唑基或者咪唑基。
3.如权利要求1中所述的方法，其中由通式(I)表示的化合物是下面由通式(IV)表示的化合物，并且由通式(II)表示的化合物是下面由通式(V)表示的化合物 式中，R1′表示芳基或杂环基团，R1、R2、R3、R4、A1和A2分别与通式(I)中的R1、R2、R3、R4、A1和A2具有相同的含义，R5表示氢原子或者烷基、环烷基、芳基、杂环基或酰基，并且R6表示氢原子、卤素原子或者氰基； 式中，R1″表示氢原子、芳基或杂环基团，R2、R3、R4、R5、R6、A1和A2分别与通式(I)中的R2、R3、R4、R5、R6、A1和A2具有相同的含义，条件是当R1″表示氢原子时，R1′和R1表示相同的取代基，而当R1″不表示氢原子时，R1′和R1″表示相同的取代基。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的方法，其中由通式(III)表示的化合物是下面由通式(VI)表示的化合物 式中，X的定义与通式(III)中的相同，Y表示取代基，并且n表示从0至4的整数。
5.如权利要求1至4中任何一项所述的方法，其中所述反应在混合溶剂的存在下进行，所述混合溶剂包括有机溶剂和水，并且有机溶剂与水的体积比在从1∶100至100∶1的范围内。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的方法，其中所述相转移催化剂是选自季铵盐、季鏻盐和醚化合物中的至少一种。
7.如权利要求1至6中任何一项所述的方法，其中所述碱是无机碱。
8.如权利要求1至7中任何一项所述的方法，其中相对于每摩尔的由通式(II)表示的化合物，所述碱的用量为100摩尔或更少。
9.如权利要求1至8中任何一项所述的方法，其中相对于每摩尔的由通式(II)表示的化合物，所述相转移催化剂的用量为0.001至2摩尔。
10.如权利要求1至9中任何一项所述的方法，其中所述反应在填充有惰性气体的反应系统中进行。
11.如权利要求1至10中任何一项所述的方法，其中所述反应温度在50℃至150℃之间。
12.如权利要求1至11中任何一项所述的方法，其中反应时间是3至12小时，并且反应温度在80℃至120℃之间。
13.如权利要求1至12中任何一项所述的方法，其中相对于每摩尔的由通式(II)表示的化合物，由通式(III)表示的芳基化试剂或杂环化试剂的用量为20摩尔或更少。
全文摘要
本发明涉及一种制备由通式(I)表示的特定的偶氮化合物的方法，其包括使由通式(II)表示的化合物与由通式(III)表示的芳基化试剂或杂环化试剂在碱和相转移催化剂存在下反应。所述方法能够以低成本和高纯度合成所述的偶氮化合物。
文档编号C09B43/00GK1681890SQ0382149
公开日2005年10月12日 申请日期2003年8月29日 优先权日2002年9月10日
发明者金子祐士, 高桥典子, 松冈光进 申请人:富士胶片株式会社