JP3873796B2 - 3-hydrazono-2-hydroxyiminopropionitrile derivative and process for producing the same - Google Patents

Description

【０００６】
（式中、Ｒは、水素原子、ヒドロキシル基で置換されている炭素数１〜４のアルキル基又はアリール基を示す。）で示される3-ヒドラゾノ-2-ヒドロキシイミノプロピオニトリル誘導体によって解決される。
【０００７】
本発明の課題は、又、式（２）
【０００８】
【化５】

【０００９】
で示される2-ヒドロキシイミノ-3-オキソプロピオニトリルに、一般式（３）
【００１０】
【化６】

【００１１】
（式中、Ｒは、前記と同義である。）
で示されるヒドラジン化合物を反応させることを特徴とする、3-ヒドラゾノ-2-ヒドロキシイミノプロピオニトリル誘導体の製法によっても解決される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明における 3- ヒドラゾノ -2- ヒドロキシイミノプロピオニトリル誘導体は、前記の一般式（１）で示される。その一般式（１）において、Ｒは、水素原子、ヒドロキシル基で置換されている炭素数１〜４のアルキル基又はアリール基を示す。前記の炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられ、前記のアリール基としては、例えば、フェニル基、ピリジル基、ピリミジル基、ピリダジル基等が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体を含む。また、ヒドロキシル基の位置や数は特に限定されない。なお、該化合物はオキシム基、ヒドラゾン基を有するため、Ｅ体やＺ体等、幾つかの異性体が存在するが、いかなる異性体も含まれる。
【００１３】
前記Ｒは、好ましくはヒドロキシエチル基である。
【００１４】
3-ヒドラゾノ-2-ヒドロキシイミノプロピオニトリル誘導体は、一般式（４）
【００１５】
【化７】

【００１６】
（式中、Ｒは、前記と同義である。）
で示される工程によって5-アミノ-4-ニトロソピラゾール誘導体に導くことが出来（後の参考例２に記載）、導かれた5-アミノ-4-ニトロソピラゾール誘導体は、毛髪染料や、抗腫瘍剤の中間体として有用な4,5-ジアミノピラゾール誘導体の合成原料として利用出来る（例えば、特開昭60-56981号公報、特開昭62-273979号公報、特表平7-502542号公報）。
【００１７】
本発明の反応において使用する2-ヒドロキシイミノ-3-オキソプロピオニトリルは、前記の式（２）で示されるが、これは、例えば、式（５）
【００１８】
【化８】

【００１９】
で示されるように、3-メトキシアクリロニトリル及び／又は3,3-ジメトキシプロピオニトリルにニトロソ化剤を反応させることによって得られる化合物である（後の参考例１に記載）。
【００２０】
本発明の反応において使用するヒドラジン化合物は、前記の一般式（３）で示される。その一般式（３）において、Ｒは、前記と同義である。
【００２１】
前記ヒドラジン化合物の使用量は、2-ヒドロキシイミノ-3-オキソプロピオニトリル1molに対して、好ましくは0.6〜5.0mol、更に好ましくは0.8〜2.0molである。
【００２２】
本発明の反応は、溶媒の存在下又は非存在下で行われるが、溶媒を使用する場合には、反応を阻害しないものならば特に限定されず、例えば、水；塩酸、硫酸等の鉱酸類；メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、t-ブチルアルコール等のアルコール類；アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類；ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類；塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化脂肪族炭化水素類；ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類；クロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素類；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；酢酸、プロピオン酸等のカルボン酸類；N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド類が挙げられるが、好ましくは水、鉱酸類、アルコール類、エーテル類、更に好ましくはアルコール類、特に好ましくはメタノールが使用される。なお、これらの溶媒は、単独又は二種以上を混合して使用しても良い。
【００２３】
前記溶媒の使用量は、反応液の均一性や攪拌性により適宜調節するが、2-ヒドロキシイミノ-3-オキソプロピオニトリル1gに対して、好ましくは0〜100g、更に好ましくは0〜50gである。
【００２４】
本発明の反応は、例えば、窒素雰囲気にて、2-ヒドロキシイミノ-3-オキソプロピオニトリル、ヒドラジン化合物及び溶媒を混合して、攪拌しながら反応させる等の方法によって行われる。その際の反応温度は、好ましくは-30〜100℃、更に好ましくは-15〜50℃であり、反応圧力は特に制限されない。
【００２５】
なお、本発明の反応では、塩酸等の酸を存在させることによって、反応速度を高めることも出来る。
【００２６】
本発明の反応によって得られる3-ヒドラゾノ-2-ヒドロキシイミノプロピオニトリル誘導体は、反応終了後、例えば、濾過、抽出、濃縮、再結晶、晶析、カラムクロマトグラフィー等の一般的な方法によって単離・精製される。
【００２７】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
【００２８】
参考例１（2-ヒドロキシイミノ-3-オキソプロピオニトリルの合成）
攪拌装置、温度計、滴下漏斗及び冷却装置を備えた内容積25mlのフラスコに、純度97％の3-メトキシアクリロニトリル2.0g(23mmol)及びジイソプロピルエーテル5mlを加え、攪拌しながら-10℃まで冷却した。次いで、反応液を5℃以下に保ちながら、濃塩酸3.5mlをゆるやかに添加した。再び反応液を-10℃まで冷却後、亜硝酸ナトリウム2.0g(36mmol)と水3mlの混合液をゆるやかに滴下し、同温度で1.5時間、更に室温で2時間反応させた。反応終了後、反応液を酢酸エチルで抽出した後に有機層を分離し、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、反応液を減圧下で濃縮し、濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（充填剤：Micro Sphere Gel D-150-60A、展開溶媒：トルエン/酢酸エチル=1/1(容量比)）で精製して、黄色油状物として2-ヒドロキシイミノ-3-オキソプロピオニトリル2.3gを得た(単離収率：100％)。更に、トルエンで再結晶させることで、淡黄色粉末として2-ヒドロキシイミノ-3-オキソプロピオニトリル0.79gを得た。
なお、2-ヒドロキシイミノ-3-オキソプロピオニトリルの物性値は以下の通りである。
【００２９】
融点；76〜78℃
EI-MS(m/z)；98、53
CI-MS(m/z)；99(MH⁺)
¹H-NMR(CDCl₃，δ(ppm))；9.60(1H,s)、10.64(1H,s)
IR(KBr法、cm^-1)；3129、2993、2831、1709、1457、1428、1273、1076、768、745
【００３０】
実施例１（3-(2-ヒドロキシエチル)ヒドラゾノ-2-ヒドロキシイミノプロピオニトリルの合成）
攪拌装置、温度計及び冷却装置を備えた内容積25mlのフラスコに、参考例１と同様な方法で合成した2-ヒドロキシイミノ-3-オキソプロピオニトリル0.98g(10mmol)及びメタノール6mlを加え、攪拌しながら5℃まで冷却した。次いで、同温度で2-ヒドロキシエチルヒドラジン0.80g(10mmol)を添加し、室温で1時間反応させた。反応終了後、反応液を減圧下で濃縮し、濃縮物にヘキサンを加えた後に、濾過して減圧下で乾燥させ、茶褐色固体として3-(2-ヒドロキシエチル)ヒドラゾノ-2-ヒドロキシイミノプロピオニトリル1.55gを得た(単離収率：99％)。
なお、3-(2-ヒドロキシエチル)ヒドラゾノ-2-ヒドロキシイミノプロピオニトリルは以下の物性値で示される新規な化合物である。
【００３１】
¹H-NMR(DMSO-d₆，δ(ppm))；3.17〜3.62(4H,m)、4.42〜5.10(1H,brs)、7.33(0.2H,s)、7.53(0.8H,s)、8.33(0.8H,t)、8.91(0.2Hz,t)、11.20〜13.10(1H,br)
【００３２】
参考例２（5-アミノ-1-(2-ヒドロキシエチル)-4-ニトロソピラゾールの合成）
攪拌装置、温度計及び還流冷却器を備えた内容積25mlのフラスコに、実施例１と同様な方法で合成した3-(2-ヒドロキシエチル)ヒドラゾノ-2-ヒドロキシイミノプロピオニトリル0.94g(6mmol)及びn-ブチルアルコール6mlを加え、110℃で3時間反応させた。反応終了後、反応液を5℃まで冷却して1時間攪拌させると結晶が析出したので、結晶をを濾過し、濾過物を減圧下で乾燥させて、赤橙色結晶として5-アミノ-1-(2-ヒドロキシエチル)-4-ニトロソピラゾール0.61gを得た(単離収率：64％)。
なお、5-アミノ-1-(2-ヒドロキシエチル)-4-ニトロソピラゾールの物性値は以下の通りであった。
【００３３】
融点；162.1〜167.3℃(dec.)
¹H-NMR(DMSO-d₆，δ(ppm))；3.66〜4.03(4H,m)、4.70〜5.15(1H,br)、7.05(0.2H,s)、7.70〜8.37(2H,br)、8.54(0.8H,s)
【００３４】
【発明の効果】
本発明により、新規な3-ヒドラゾノ-2-ヒドロキシイミノプロピオニトリル誘導体及びその製法を提供することが出来る。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel 3-hydrazono-2-hydroxyiminopropionitrile derivative useful as a synthetic intermediate for pharmaceuticals, agricultural chemicals and the like, and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a technique related to a 3-hydrazono-2-hydroxyiminopropionitrile derivative, Khim.Geterotsikl.Soedin., 7 , 976 (1991), 3- (β-dimethylhydrazono-α-oxyiminoethyl) Only a method for producing 3- (dimethylhydrazono) -2-hydroxyiminopropionitrile from 1,2,4-oxadiazol is described, and the 3-hydrazono-2-hydroxy of the present invention is described. The iminopropionitrile derivative is a novel compound and its production method has not been known at all.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a novel 3-hydrazono-2-hydroxyiminopropionitrile derivative and a process for producing the same.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The subject of this invention is general formula (1).
[0005]
[Formula 4]

[0006]
(Wherein R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group substituted by a hydroxyl group ) and a 3-hydrazono-2-hydroxyiminopropionitrile derivative represented by The
[0007]
The subject of the present invention is also the formula (2)
[0008]
[Chemical formula 5]

[0009]
2-hydroxyimino-3-oxopropionitrile represented by the general formula (3)
[0010]
[Chemical 6]

[0011]
(In the formula, R is as defined above.)
It can also be solved by a method for producing a 3-hydrazono-2-hydroxyiminopropionitrile derivative, which is characterized by reacting a hydrazine compound represented by the formula:
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The 3- hydrazono- 2 -hydroxyiminopropionitrile derivative in the present invention is represented by the above general formula (1). In the general formula (1), R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group substituted with a hydroxyl group. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group. Examples of the aryl group include a phenyl group, a pyridyl group, a pyrimidyl group, and a pyridazyl group. Etc. These groups include various isomers. Moreover, the position and number of hydroxyl groups are not particularly limited. In addition, since this compound has an oxime group and a hydrazone group, several isomers such as E-form and Z-form exist, but any isomer is included.
[0013]
R is preferably a hydroxyethyl group.
[0014]
The 3-hydrazono-2-hydroxyiminopropionitrile derivative has the general formula (4)
[0015]
[Chemical 7]

[0016]
(In the formula, R is as defined above.)
Can be led to a 5-amino-4-nitrosopyrazole derivative (described in Reference Example 2 below), and the derived 5-amino-4-nitrosopyrazole derivative can be used as a hair dye or an antitumor agent. It can be used as a raw material for the synthesis of 4,5-diaminopyrazole derivatives useful as intermediates (for example, JP-A-60-56981, JP-A-62-273979, JP-A-7-502542).
[0017]
The 2-hydroxyimino-3-oxopropionitrile used in the reaction of the present invention is represented by the above formula (2).
[0018]
[Chemical 8]

[0019]
As shown in the above, it is a compound obtained by reacting 3-methoxyacrylonitrile and / or 3,3-dimethoxypropionitrile with a nitrosating agent (described in Reference Example 1 below).
[0020]
The hydrazine compound used in the reaction of the present invention is represented by the general formula (3). In the general formula (3), R is as defined above.
[0021]
The amount of the hydrazine compound used is preferably 0.6 to 5.0 mol, more preferably 0.8 to 2.0 mol with respect to 1 mol of 2-hydroxyimino-3-oxopropionitrile.
[0022]
The reaction of the present invention is carried out in the presence or absence of a solvent. When a solvent is used, it is not particularly limited as long as it does not inhibit the reaction. For example, water; mineral acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid Alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol and t-butyl alcohol; nitriles such as acetonitrile and propionitrile; aliphatic hydrocarbons such as hexane and heptane; methylene chloride, chloroform and tetrachloride Halogenated aliphatic hydrocarbons such as carbon; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene; ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran and dioxane; acetic acid and propion Carboxylic acids such as acids; N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetate Although amides such as bromide and the like, preferably water, mineral acids, alcohols, ethers, more preferably alcohols, especially preferably used is methanol. In addition, you may use these solvents individually or in mixture of 2 or more types.
[0023]
The amount of the solvent used is appropriately adjusted depending on the uniformity and stirrability of the reaction solution, but is preferably 0 to 100 g, more preferably 0 to 50 g, relative to 1 g of 2-hydroxyimino-3-oxopropionitrile. is there.
[0024]
The reaction of the present invention is performed by, for example, a method of mixing 2-hydroxyimino-3-oxopropionitrile, a hydrazine compound and a solvent in a nitrogen atmosphere and reacting them with stirring. The reaction temperature at that time is preferably −30 to 100 ° C., more preferably −15 to 50 ° C., and the reaction pressure is not particularly limited.
[0025]
In the reaction of the present invention, the reaction rate can be increased by the presence of an acid such as hydrochloric acid.
[0026]
The 3-hydrazono-2-hydroxyiminopropionitrile derivative obtained by the reaction of the present invention can be obtained by a general method such as filtration, extraction, concentration, recrystallization, crystallization, column chromatography after completion of the reaction. Separated and purified.
[0027]
【Example】
Next, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.
[0028]
Reference Example 1 (Synthesis of 2-hydroxyimino-3-oxopropionitrile)
To a 25-ml flask equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel and cooling device was added 2.0 g (23 mmol) of 97% pure 3-methoxyacrylonitrile and 5 ml of diisopropyl ether, and the mixture was cooled to -10 ° C. with stirring. . Subsequently, 3.5 ml of concentrated hydrochloric acid was slowly added while keeping the reaction solution at 5 ° C. or lower. The reaction solution was again cooled to −10 ° C., and a mixed solution of 2.0 g (36 mmol) of sodium nitrite and 3 ml of water was slowly added dropwise and reacted at the same temperature for 1.5 hours and further at room temperature for 2 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was extracted with ethyl acetate, the organic layer was separated, washed with saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. After filtration, the reaction solution is concentrated under reduced pressure, and the concentrate is purified by silica gel column chromatography (filler: Micro Sphere Gel D-150-60A, developing solvent: toluene / ethyl acetate = 1/1 (volume ratio)). As a result, 2.3 g of 2-hydroxyimino-3-oxopropionitrile was obtained as a yellow oil (isolation yield: 100%). Furthermore, recrystallization from toluene gave 0.79 g of 2-hydroxyimino-3-oxopropionitrile as a pale yellow powder.
The physical properties of 2-hydroxyimino-3-oxopropionitrile are as follows.
[0029]
Melting point: 76-78 ° C
EI-MS (m / z); 98, 53
CI-MS (m / z); 99 (MH ⁺ )
¹ H-NMR (CDCl ₃ , δ (ppm)); 9.60 (1H, s), 10.64 (1H, s)
IR (KBr method, cm ⁻¹ ); 3129, 2993, 2831, 1709, 1457, 1428, 1273, 1076, 768, 745
[0030]
Example 1 (Synthesis of 3- (2-hydroxyethyl) hydrazono-2-hydroxyiminopropionitrile)
To a flask having an internal volume of 25 ml equipped with a stirrer, a thermometer and a cooling device, 0.98 g (10 mmol) of 2-hydroxyimino-3-oxopropionitrile synthesized in the same manner as in Reference Example 1 and 6 ml of methanol were added, Cooled to 5 ° C. with stirring. Next, 0.80 g (10 mmol) of 2-hydroxyethylhydrazine was added at the same temperature, and the mixture was reacted at room temperature for 1 hour. After completion of the reaction, the reaction solution was concentrated under reduced pressure, hexane was added to the concentrate, filtered and dried under reduced pressure, and 3- (2-hydroxyethyl) hydrazono-2-hydroxyiminopropio was obtained as a brown solid. 1.55 g of nitrile was obtained (isolation yield: 99%).
Note that 3- (2-hydroxyethyl) hydrazono-2-hydroxyiminopropionitrile is a novel compound represented by the following physical property values.
[0031]
¹ H-NMR (DMSO-d ₆ , δ (ppm)); 3.17 to 3.62 (4H, m), 4.42 to 5.10 (1H, brs), 7.33 (0.2H, s), 7.53 (0.8H, s), 8.33 (0.8H, t), 8.91 (0.2Hz, t), 11.20-13.10 (1H, br)
[0032]
Reference Example 2 (Synthesis of 5-amino-1- (2-hydroxyethyl) -4-nitrosopyrazole)
To a flask having an internal volume of 25 ml equipped with a stirrer, a thermometer and a reflux condenser, 0.94 g (6 mmol) of 3- (2-hydroxyethyl) hydrazono-2-hydroxyiminopropionitrile synthesized in the same manner as in Example 1 was prepared. ) And 6 ml of n-butyl alcohol were added and reacted at 110 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to 5 ° C. and stirred for 1 hour, so that crystals precipitated. The crystals were filtered, and the filtrate was dried under reduced pressure to give 5-amino-1- 0.61 g of (2-hydroxyethyl) -4-nitrosopyrazole was obtained (isolation yield: 64%).
The physical properties of 5-amino-1- (2-hydroxyethyl) -4-nitrosopyrazole were as follows.
[0033]
Melting point: 162.1-167.3 ° C (dec.)
¹ H-NMR (DMSO-d ₆ , δ (ppm)); 3.66 to 4.03 (4H, m), 4.70 to 5.15 (1H, br), 7.05 (0.2H, s), 7.70 to 8.37 (2H, br) 8.54 (0.8H, s)
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, a novel 3-hydrazono-2-hydroxyiminopropionitrile derivative and a method for producing the same can be provided.

Claims (3)

General formula (1)

(Wherein R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group substituted with a hydroxyl group ), a 3-hydrazono-2-hydroxyiminopropionitrile derivative. Formula (2)

2-hydroxyimino-3-oxopropionitrile represented by the general formula (3)

The method for producing a 3-hydrazono-2-hydroxyiminopropionitrile derivative according to claim 1, wherein a hydrazine compound represented by the formula (wherein R is as defined above) is reacted. The 3-hydrazono-2-hydroxyiminopropionitrile derivative according to claim 1, wherein R is a hydroxylethyl group.