專利名稱：制備聯(lián)吡啶鎓化合物的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制備聯(lián)吡啶鎓(bipyridinium)化合物的方法，所述的聯(lián)吡啶鎓化合物優(yōu)選為可以用作除草劑或電致變色顯示器材料的2，2′-聯(lián)吡啶鎓化合物和4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物。
背景技術：
4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物已經(jīng)被作為除草劑投入到實踐中，近年來，將它們作為電致變色顯示器材料進行了研究。至于制備4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物的方法，已經(jīng)有一種稱為Menshutkin反應的方法。但是，這種反應方法不能制備芳基取代的4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物。作為一種制備芳基取代的4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物的方法，有下面的方法(Bull.Chem.Soc.Jpn.，1991，vol.64，第321-323頁) 作為制備芳基取代的4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物的另一種方法，已經(jīng)公開了這樣一種方法，其涉及4，4′-聯(lián)吡啶與鹵化的雜芳基化合物反應的關鍵步驟(JP-A-2003-128654)。
另一方面，近年來，由制備化學產(chǎn)品的方法對環(huán)境的負擔已經(jīng)變成了問題，需要一種清潔化學反應，其采用溫和的反應條件，其對環(huán)境和工作產(chǎn)生更少的負擔并且有害溶劑和反應物的使用最小化(例如，KagakuFurontia(Chemical Frontier)，(4)，Green Chemistry，Kagaku Dojin，由GSCNetwork譯，2001年11月30日)。
發(fā)明概述難以認為上面所述的Bull.Chem.Soc.Jpn.，1991，vol.64，第321-323頁中描述的方法是令人滿意的，因為4，4′-聯(lián)吡啶和鹵化的芳基化合物之間的第一步反應需要在乙腈中加熱長達72小時，導致生產(chǎn)成本的提高。此外，N，N′-二(芳基)-4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物產(chǎn)品通常刺激皮膚或使皮膚過敏，因此在處理它時必須特別小心。此外，本發(fā)明人的研究已經(jīng)揭示了在JP-A-2003-128654中公開的方法對于4，4′-聯(lián)吡啶和鹵化的芳基化合物之間反應需要長的時間并且控制反應困難。當在反應進行不充分的情況下，在N-雜-芳基化在某一個位置出現(xiàn)的階段，N-雜-芳基化將停止，這可能是終產(chǎn)物的產(chǎn)率降低的原因。另一方面，用于改善反應比例的反應溫度的提高導致進行終產(chǎn)物的分解。
如上所述，考慮到產(chǎn)率、原料或中間產(chǎn)品的安全、需要的反應時間和對環(huán)境的考慮，決不認為制備4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物的相關方法是有利的，強烈需要一種可以使得在溫和的反應條件下和通過簡單的程序安全地產(chǎn)生高純度的4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物的技術。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種制備4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物的方法，該方法可以以工業(yè)規(guī)模安全、有效和便宜地進行。
考慮到上面所述的情形，本發(fā)明人已經(jīng)研究了制備聯(lián)吡啶鎓化合物的方法，所述的吡啶鎓化合物優(yōu)選為4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物，結果，出乎意料地發(fā)現(xiàn)通過采用特殊的反應條件可以使反應溫和，并且在不離析中間產(chǎn)品的條件下連續(xù)地制備終產(chǎn)物，因此，完成了本發(fā)明。即，通過下面的方面可以達到本發(fā)明的目的(1)一種制備由式(4)表示的聯(lián)吡啶鎓化合物的方法，該方法包含可以含有取代基的聯(lián)吡啶與由式(1)表示的鹵化(雜)芳基化合物反應，以便制備由式(2)表示的N，N′-二((雜)芳基)聯(lián)吡啶鎓化合物；和N，N′-二((雜)芳基)聯(lián)吡啶鎓化合物與由(3)表示的胺化合物反應，其中N，N′-二((雜)芳基)聯(lián)吡啶鎓化合物不進行離析處理，
其中R表示(雜)芳基；X表示鹵素原子；R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18各自獨立表示氫原子或取代基；和R1表示(雜)芳基或烷基，所述的(雜)芳基可以含有取代基，其中多元醇被用作反應溶劑。
(2)根據(jù)上面(1)中所述的方法，其中多元醇是乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇、二甘醇和三甘醇中的至少一種。
(3)根據(jù)上面(1)或(2)中所述的方法，其中聯(lián)吡啶與鹵化(雜)芳基化合物的反應在包含多元醇的反應溶劑中進行，以便制備包含多元醇的反應溶液，并且反應溶液與胺化合物進行反應。
(4)根據(jù)上面(1)至(3)任一中所述的方法，
其中鹵化(雜)芳基化合物的量為2.0至5.0摩爾/摩爾聯(lián)吡啶。
(5)根據(jù)上面(1)至(4)任一中所述的方法，其中聯(lián)吡啶與鹵化(雜)芳基化合物的反應在60至150℃下進行。
(6)根據(jù)上面(1)至(5)任一中所述的方法，其中聯(lián)吡啶與鹵化(雜)芳基化合物進行反應的時間為9小時內。
7.一種制備由式(4)表示的聯(lián)吡啶鎓化合物的方法，該方法包含在包含多元醇的反應溶劑中，可以含有取代基的聯(lián)吡啶與由式(1)表示的鹵化(雜)芳基化合物反應，以便制備由式(2)表示的N，N′-二((雜)芳基)聯(lián)吡啶鎓化合物；和包含N，N′-二((雜)芳基)聯(lián)吡啶鎓化合物的反應溶液與由(3)表示的胺化合物反應， 或 或 其中R表示(雜)芳基；
X表示鹵素原子；R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18各自獨立表示氫原子或取代基；和R1表示(雜)芳基或烷基，所述的雜芳基可以含有取代基。
實施本發(fā)明的最佳方式首先，下面描述本發(fā)明方法中使用的由式(1)表示的鹵化(雜)芳基化合物。在式(1)中，R表示(雜)芳基。這里使用的術語“(雜)芳基”是指具有芳香性的環(huán)狀殘基，并且可以是僅由碳原子構成的芳基和包含雜原子例如N、O、S或Se的雜芳基中的任何一種。芳基和雜芳基包括含有一個取代基或多個取代基的那些。
式(1)R-X在R是僅由碳原子構成的情況下，芳基可以含有一個取代基或多個取代基。芳基的實例包括苯基和萘基。在這些當中，優(yōu)選苯基，更優(yōu)選在環(huán)上含有吸電子基團的苯基。吸電子基團的實例包括氰基、硝基、包含1至6個碳原子的?；?、包含1至6個碳原子的烷氧羰基和包含1至6個碳原子的烷基磺酰基。在它們當中，優(yōu)選氰基、硝基和包含1至6個碳原子的烷基磺?；?。最優(yōu)選的取代基的實例為硝基，且對于R，最優(yōu)選2，4-二硝基苯基。
在R表示包含雜原子例如N、O、S或Se的雜芳基的情況下，優(yōu)選雜芳基包含1至20個碳原子，更優(yōu)選包含3至10個碳原子，其實例包括噁唑環(huán)、苯并噁唑環(huán)、噻唑環(huán)、苯并噻唑環(huán)、咪唑環(huán)、苯并咪唑環(huán)、吡啶環(huán)和嘧啶環(huán)。在它們當中，優(yōu)選苯并噁唑環(huán)、噻唑環(huán)、苯并噻唑環(huán)、咪唑環(huán)、苯并咪唑環(huán)和嘧啶環(huán)，其中更優(yōu)選噻唑環(huán)、苯并噻唑環(huán)和嘧啶環(huán)。
上述的雜芳基可以含有一個取代基或多個取代基。在本說明書中，在使用與某些官能基團(例如，芳烷基、芳氧基或烷基)一起使用的短語“可以含有一個取代基或多個取代基”的情況下，不特別限制取代基的數(shù)量和種類，并且當存在多個取代基時，它們可以相同或不同?？梢栽陔s芳基上存在的取代基的實例包括鹵素原子、烷基、鹵烷基、烷氧基、鹵烷氧基、芳基、芳氧基、鏈烯基、炔基、氰基、羥基、羧基、磺基、二烷基氨基、烷硫基、芳硫基、烷基磺?；?、芳基磺?；?、硝基、甲?；⑼榛驶?、芳基羰基、烷氧基羰基、氨基甲?；?、氨磺酰基和亞烷基二氧基。但是，這些根據(jù)不是限制性的。此外，這些取代基還可以含有一個或多個取代基。在這種情況下，上述列舉的取代基可以有利地用作所述的取代基。例如，包含芳基的取代基例如芳烷基或芳基羰基可以在芳環(huán)上含有約1至約5個，優(yōu)選含有1至2個取代基，例如烷基、鹵素原子或烷氧基。
在式(1)中，X表示鹵素原子。這里使用的術語“鹵素原子”是指氟原子、氯原子、溴原子和碘原子中的任何一種?？紤]到可獲得性和原料的價格，優(yōu)選X表示氯原子或溴原子，更優(yōu)選氯原子。
在本發(fā)明中，作為中間產(chǎn)品產(chǎn)生的N，N′-二((雜)芳基)聯(lián)吡啶鎓化合物下式(2)表示式(2) 或 在式(2)中，R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18各自獨立表示氫原子或取代基。取代基的實例包括鹵素原子、烷基、鹵烷基、烷氧基、鹵烷氧基、芳基、芳氧基、芳烷基、鏈烯基、炔基、氰基、羥基、羧基、磺基、二烷基氨基、烷硫基、芳硫基、烷基磺?；⒎蓟酋；?、硝基、甲?；?、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基、氨基甲?；?、氨磺?；蛠喭榛趸?。但是，這些實例不以任何方式限制本發(fā)明。在本發(fā)明中，更優(yōu)選其中R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18全部表示氫原子的那些。R和X如對于式(1)定義的相同，并且其優(yōu)選的范圍也與那里描述的相同。
接著，下面描述由式(3)表示的胺化合物。
式(3)R1-NH2
在(3)中，R1表示可以含有取代基的(雜)芳基或烷基。(雜)芳基的實例包括與對于式(1)所舉例說明的相同。其優(yōu)選實例包括苯基、1-萘基和2-萘基。這些可以含有取代基，并且所列的取代基的實例包括鹵素原子、烷基、鹵-烷基(鹵素取代的烷基)、烷氧基、鹵-烷氧基(鹵素取代的烷氧基)、芳基、芳氧基、芳基烷基、鏈烯基、炔基、氰基、羥基、羧基、磺基、二烷基氨基、烷硫基、芳硫基、烷基磺?；?、芳基磺?；?、硝基、甲?；⑼榛驶?、芳基羰基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、氨磺酰基和亞烷基二氧基。在這些當中，優(yōu)選烷基、芳基、芳氧基、芳基烷基、羥基、羧基、磺基、烷基磺?；?、芳基磺酰基、硝基、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基和氨基甲酰基，其中更優(yōu)選烷基、芳基、羥基、羧基和磺基。
烷基的實例包括包含1至22個，優(yōu)選1至12個，更優(yōu)選1至8個碳原子并且含有直鏈、支鏈或環(huán)狀結構或其組合結構的烷基。其優(yōu)選實例包括直鏈烷基、支鏈烷基和環(huán)烷基。其更具體的實例包括異丙基、叔-丁基、環(huán)己基、芐基和金剛烷基(adamantly)。
由本發(fā)明的制備方法制備的聯(lián)吡啶鎓化合物是由下式(4)表示。
式(4) 或 在式(4)中，R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18、R1和X與對于式(2)描述的相同，并且其優(yōu)選范圍也與那里描述的相同。R1和X與對于式(1)和(3)描述的相同，并且其優(yōu)選范圍也與那里描述的相同。
至于本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，由式(1)、(2)、(3)和(4)表示的化合物的具體實例如下所示，但是，不能認為是以任何方式對本發(fā)明的限制。
由式(1)表示的化合物的具體實例
由式(2)表示的化合物的具體實例
由式(3)表示的化合物的具體實例
由式(4)表示的化合物的具體實例



下面更詳細地描述本發(fā)明的制備方法。本發(fā)明優(yōu)選的制備方法包括4，4′-聯(lián)吡啶鎓與由式(1)表示的鹵化(雜)芳基化合物反應，以便制備由式(2)表示的N，N′-(雜)芳基-4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物的第一步驟；和得到的N，N′-(雜)芳基-4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物與由(3)表示的胺化合物反應，以便制備由式(4)表示的4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物的第二步驟，并且特征在于，這兩個步驟是在使用多元醇作為反應溶劑的條件下連續(xù)進行的。多元醇的優(yōu)選實例包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇、二甘醇和三甘醇。在這些當中，更優(yōu)選乙二醇、丙二醇、丙三醇、二甘醇和三甘醇。最優(yōu)選的溶劑是乙二醇、丙二醇、二甘醇或選自這些溶劑中的多種溶劑的混合物。
在鹵化(雜)芳基化合物與4，4′-聯(lián)吡啶反應的第一步驟中，鹵化(雜)芳基化合物的量為2.0至10.0摩爾/摩爾4，4′-聯(lián)吡啶。通過使用大量過量的鹵化(雜)芳基化合物，對終產(chǎn)物的生產(chǎn)比例和生產(chǎn)速率沒有太大的影響。但是，使用太過量的鹵化(雜)芳基化合物使得后處理程序復雜，并且導致廢物量的增加和生產(chǎn)成本的增加，因此對以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)終產(chǎn)物是不利的。本發(fā)明使用的鹵化(雜)芳基化合物的優(yōu)選量是2.0至5.0摩爾/摩爾4，4′-聯(lián)吡啶，其更優(yōu)選的量為2.0至3.5摩爾/摩爾4，4′-聯(lián)吡啶，其再優(yōu)選的量為2.0至3.2摩爾/摩爾4，4′-聯(lián)吡啶。
鹵化(雜)芳基化合物與4，4′-聯(lián)吡啶之間反應在10至180℃，優(yōu)選在60至150℃，再優(yōu)選在80至140℃下進行。反應時間根據(jù)加入的反應物的量和反應溫度而變化，但是通常在9小時內，這比上面所述的Bull.Chem.Soc.Jpn.，1991，vol.64，第321-323頁中描述的方法需要的時間短很多。在進行反應時，不特別需要惰性氣氛，但是反應可以在氬氣或氮氣流中進行。
本發(fā)明的多元醇有效的原因不清楚。但是，可以認為如下首先，二元醇或三元醇具有比與二元醇或三元醇相同碳原子數(shù)的一元醇更高的沸點，因此可以更大地提高包含二元醇或三元醇的反應溶液的溫度。其次，由于與聯(lián)吡啶鎓化合物的二價陽離子部分配價的多個極性OH基團，二元醇或三元醇比一元醇更容易溶解聯(lián)吡啶鎓化合物。考慮到這些，推測出聯(lián)吡啶鎓化合物的反應的活性或溶解性的效果等。
在隨后的第二步驟中，在不離析的條件下可以連續(xù)使用由上述步驟得到的N，N′-二((雜)芳基-4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物，考慮到效率、生產(chǎn)成本和安全性，這在工業(yè)上是有利的。
在N，N′-二((雜)芳基-4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物與由(3)表示的胺化合物反應以制備由(4)表示的4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物的步驟中，使用的胺化合物的量為2.0至10.0摩爾/摩爾N，N′-二((雜)芳基-4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物，但是，如第一步驟中一樣，使用大量過量的胺化合物不會對生產(chǎn)比例/生產(chǎn)速率的改善產(chǎn)生太大的影響。使用太過量的胺化合物導致廢物量的增加和生產(chǎn)成本的增加，因此對以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)終產(chǎn)物是不利的。
優(yōu)選本發(fā)明使用的胺化合物的量為2.0至5.0摩爾/摩爾N，N′-二((雜)芳基-4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物，其更優(yōu)選的量為2.0至3.5摩爾/摩爾N，N′-二((雜)芳基-4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物，并且其再優(yōu)選的量為2.0至3.0摩爾/摩爾N，N′-二((雜)芳基-4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物。至于反應溶劑，通?？梢允褂迷诘谝徊襟E中使用的溶劑?？梢詢?yōu)選使用的多元醇的范圍與此前描述的那些相同。此外，考慮到工業(yè)程序例如反應混合物流動性的改善或攪拌效率的改善，可以使用助溶劑。助溶劑的優(yōu)選實例包括甲醇、乙醇、2-丙醇、丙酮、甲基乙基酮、N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺。這些可以以其組合使用。
N，N′-二((雜)芳基-4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物與胺化合物之間反應在10至180℃，優(yōu)選在20至120℃，再優(yōu)選在20至90℃下進行。反應時間根據(jù)加入的反應物的量和反應溫度變化，但是通常為6小時內。在進行反應時，不特別需要惰性氣氛，但是反應可以在氬氣或氮氣流中進行。
至于在本發(fā)明完成后從反應混合物中離析終產(chǎn)物的方法，可以采用通常的分離和純化的方法。例如，可以采用這種方法向反應混合物中加入不良溶劑，冷卻混合物以沉積作為晶體的終產(chǎn)物，并且通過通常的固-液分離技術離析終產(chǎn)物。如上所述得到的4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物在不進行進一步純化的條件下通常具有在隨后的步驟中使用的足夠高的純度。但是，為了某些應用或目的，可以進行進一步的純化。至于純化方法，可以采用那些通常用于純化有機化合物的方法，例如使用有機溶劑例如甲醇、乙醇、2-丙醇、丙酮、甲基乙基酮、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺的再結晶或漿液懸浮純化。
實施例通過參考實施例和比較例更詳細地描述本發(fā)明，但是所述的實施例和比較例不認為是以任何方式對本發(fā)明的限制。
實施例1化合物1的合成合成方案如下所示
化合物1在1，2-亞乙基二醇(300mL)中溶解4，4′-聯(lián)吡啶(23.4g，0.15摩爾)和2，4-二硝基-氯苯(76.0g，0.375摩爾)，在內部溫度120℃下攪拌反應混合物6小時。反應混合物的分析顯示原料單取代產(chǎn)物雙取代產(chǎn)物(終產(chǎn)物)的比例為1∶29∶70(按HPLC面積強度比計)。在冷卻反應混合物至90℃后，向反應混合物中加入4-羥基-3-苯基苯胺(55.6g，0.30摩爾)，接著在內部溫度為80℃下攪拌反應混合物3小時。向其中加入丙酮(300mL)，在加熱下回流30分鐘后，將反應混合物冷卻至內部溫度5℃，以沉積晶體。在5℃攪拌混合物2小時后，通過過濾收集晶體，用丙酮洗滌，并且干燥，得到終產(chǎn)物化合物1，為橙色晶體粉末。
產(chǎn)量56.0g；66％1H-NMR(TMS，CD3OD)；δ9.54(d，4H，吡啶環(huán)部分)，8.86(d，4H，吡啶環(huán)部分)，7.25-7.86(m，18H)。
mp250℃或以上(分解)比較例1使用乙腈進行用于合成化合物1的反應的結果合成方案與實施例1中描述的相同。
在乙腈(35mL)中懸浮4，4′-聯(lián)吡啶(1.6g)和2，4-二硝基-氯苯(7.0g；3.5摩爾/摩爾4，4′-聯(lián)吡啶)，在加熱下回流反應混合物48小時。在48小時反應后通過HPLC的反應混合物的分析解釋顯示原料∶單取代產(chǎn)物∶雙取代產(chǎn)物的比例為14∶85∶1(按HPLC面積強度比計)。當通過在加熱條件下回流而再繼續(xù)反應72小時的總時間時，反應不再進行。然后，向反應混合物中加入4-羥基-3-苯基苯胺(6.6g；3.5摩爾/摩爾4，4′-聯(lián)吡啶)，接著在加熱下回流12小時。但是，沒有觀察到最終產(chǎn)物化合物1的形成。
此外，在4，4′-聯(lián)吡啶與2，4-二硝基氯苯反應時，晶體從反應混合物中分離出來。作為對晶體單獨分析的結果，發(fā)現(xiàn)它們?yōu)镹-單-芳基衍生物的晶體。即，認為在上述的條件下，作為晶體的中間產(chǎn)物從該系統(tǒng)中分離出來并且移除，由此難以進行形成二衍生物的反應。
比較例2使用二甲基甲酰胺(DMF)進行用于合成化合物1的反應的結果合成方案與實施例1中描述的相同。
在DMF(30mL)中懸浮4，4′-聯(lián)吡啶(1.6g)和2，4-二硝基-氯苯(7.0g；3.5摩爾/摩爾4，4′-聯(lián)吡啶)，在120℃攪拌反應混合物20小時。在20小時反應后，通過HPLC對反應混合物的分析顯示原料∶單取代產(chǎn)物∶雙取代產(chǎn)物的比例為13∶84∶3(按HPLC面積強度比計)。在再繼續(xù)總時間為36小時的反應后，向反應混合物中加入4-羥基-3-苯基苯胺(6.6g；3.5摩爾/摩爾4，4′-聯(lián)吡啶)，接著進行反應12小時。但是，幾乎沒有觀察到終產(chǎn)物化合物1的形成，由此停止進一步的程序。
比較例3使用甲醇進行用于合成化合物1的反應的結果合成方案與實施例1中描述的相同。
在甲醇(35mL)中懸浮4，4′-聯(lián)吡啶(1.6g)和2，4-二硝基-氯苯(7.0g；3.5摩爾/摩爾4，4′-聯(lián)吡啶)，在加熱下回流反應混合物20小時。在20小時反應后，通過HPLC對反應混合物的分析顯示原料∶單取代產(chǎn)物∶雙取代產(chǎn)物(終產(chǎn)物)的比例為1∶85∶14(按HPLC面積強度比計)。在同樣條件下再繼續(xù)進行總時間為36小時的反應后，向反應混合物中加入4-羥基-3-苯基苯胺(6.6g；3.5摩爾/摩爾4，4′-聯(lián)吡啶)，接著進行反應12小時。但是，反應混合物的后處理未能離析出終產(chǎn)物化合物1的晶體。
實施例2化合物2的合成合成方案如下所示 化合物2在1，2-亞乙基二醇(120mL)中溶解4，4′-聯(lián)吡啶(7.8g，0.05摩爾)和2-氯苯并噻唑(29.6g，0.125摩爾)，在內部溫度120℃下攪拌反應混合物8小時。向該反應溶液中，加入2-羥基-5-苯基苯胺(18.5g，0.10摩爾)，在內部溫度80℃下攪拌得到的反應混合物5小時。向其中加入丙酮(150mL)，在加熱下回流30分鐘后，將反應混合物冷卻至內部溫度15℃，以沉積晶體。在5℃攪拌混合物2小時后，通過過濾收集晶體，用丙酮洗滌，并且干燥，得到終產(chǎn)物化合物2，為橙色晶體粉末。
產(chǎn)量17.3g；61％1H-NMR(TMS，CD3OD)；δ9.83(d，4H，吡啶環(huán)部分)，8.42(d，4H，吡啶環(huán)部分)，7.12-7.98(m，18H)。
Mp250℃或以上(分解)比較例4使用乙腈進行用于合成化合物2的反應的結果
合成方案與實施例2中描述的相同。
在乙腈(35mL)中懸浮4，4′-聯(lián)吡啶(1.6g)和2-氯苯并噻唑(6.1g；3.5摩爾/摩爾4，4′-聯(lián)吡啶)，在加熱下回流反應混合物40小時。在48小時反應后通過HPLC對反應混合物的分析顯示原料∶單取代產(chǎn)物∶雙取代產(chǎn)物的比例為21∶76∶3(按HPLC面積強度比計)。向反應混合物中，加入4-羥基-3-苯基苯胺(6.6g；3.5摩爾/摩爾4，4′-聯(lián)吡啶)，接著在加熱下回流12小時。但是，對反應混合物的后處理未能離析出終產(chǎn)物化合物2的晶體。
實施例3化合物3的合成合成方案如下所示 化合物3在1，2-亞乙基二醇(200mL)中溶解4，4′-聯(lián)吡啶(15.6g，0.10摩爾)和2，4-二硝基-氯苯(50.7g，0.25摩爾)，在內部溫度120℃下攪拌反應混合物6小時。向該反應溶液中，加入4-羥基-3-苯基羰基苯胺(42.7g，0.20摩爾)，并且在內部溫度90℃下攪拌得到的反應混合物6小時。向其中加入丙酮(250mL)，在加熱下回流30分鐘后，將反應混合物冷卻至內部溫度5℃，以沉積晶體。在10℃攪拌混合物1小時后，通過過濾收集晶體，用丙酮洗滌，并且干燥，得到終產(chǎn)物化合物3，為橙色晶體粉末。產(chǎn)量45.3g；72.9％1H-NMR(TMS，DMSO-d6)；δ9.65(d，4H，吡啶環(huán)部分)，9.04(d，4H，吡啶環(huán)部分)，7.38-8.01(m，16H)，11.31(s，2H，酚式OH)。
Mp250℃或以上(分解)比較例5使用乙腈進行合成化合物3反應的結果合成方案與實施例3中描述的相同。
在乙腈(60mL)中懸浮4，4′-聯(lián)吡啶(3.12g)和2，4-二硝基-氯苯(10.14g；2.5摩爾/摩爾4，4′-聯(lián)吡啶)，在加熱下回流反應混合物48小時。在48小時反應后通過HPLC對反應混合物的分析顯示原料∶單取代產(chǎn)物∶雙取代產(chǎn)物的比例為12∶84∶2(按HPLC面積強度比計)。在加熱條件下通過回流再繼續(xù)反應總時間為72小時的反應時，反應不再進行。然后，向反應混合物中，加入4-羥基-3-苯基羰基苯胺(10.7g；2.5摩爾/摩爾4，4′-聯(lián)吡啶)，接著在加熱下回流12小時。但是，觀察到最終產(chǎn)物化合物3的形成，其程度為約1％(按HPLC面積強度比計)。
從實施例和比較例的結果可以看出，本發(fā)明的制備方法可以縮短反應時間和提高產(chǎn)量，并且可以使得在不離析中間產(chǎn)物的條件下連續(xù)地得到終產(chǎn)物，由此簡化了制備步驟。因此，本發(fā)明的制備方法的優(yōu)勢和實用性是明顯的。
工業(yè)適用性本發(fā)明方法可以使得以工業(yè)規(guī)模安全、有效和便宜地制備聯(lián)吡啶鎓化合物，優(yōu)選為4，4′-聯(lián)吡啶鎓化合物，其可以用作除草劑或電致變色顯示器材料。
本申請中已經(jīng)要求外國優(yōu)先權利益的一切外國專利申請的全部內容通過引用而結合在此，如同完全列出一樣。
權利要求
1.一種制備由式(4)表示的聯(lián)吡啶鎓化合物的方法，該方法包含可以含有取代基的聯(lián)吡啶與由式(1)表示的鹵化(雜)芳基化合物反應，以便制備由式(2)表示的N，N′-二((雜)芳基)聯(lián)吡啶鎓化合物；和N，N′-二((雜)芳基)聯(lián)吡啶鎓化合物與由(3)表示的胺化合物反應，其中N，N′-二((雜)芳基)聯(lián)吡啶鎓化合物不進行離析處理，R-X (1) 或 R1-NH2(3) 或 其中R表示(雜)芳基；X表示鹵素原子；R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18各自獨立表示氫原子或取代基；和R1表示(雜)芳基或烷基，所述的(雜)芳基可以含有取代基，其中多元醇被用作反應溶劑。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中多元醇是乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇、二甘醇和三甘醇中的至少一種。
3.根據(jù)權利要求1的方法，其中聯(lián)吡啶與鹵化(雜)芳基化合物的反應在包含多元醇的反應溶劑中進行，以便制備包含多元醇的反應溶液，并且反應溶液與胺化合物進行反應。
4.根據(jù)權利要求1的方法，其中鹵化(雜)芳基化合物的量為2.0至5.0摩爾/摩爾聯(lián)吡啶。
5.根據(jù)權利要求1的方法，其中聯(lián)吡啶與鹵化(雜)芳基化合物的反應在60至150℃下進行。
6.根據(jù)權利要求1的方法，其中聯(lián)吡啶與鹵化(雜)芳基化合物進行反應的時間為9小時內。
7.一種制備由式(4)表示的聯(lián)吡啶鎓化合物的方法，該方法包含在包含多元醇的反應溶劑中，可以含有取代基的聯(lián)吡啶與由式(1)表示的鹵化(雜)芳基化合物反應，以便制備由式(2)表示的N，N′-二((雜)芳基)聯(lián)吡啶鎓化合物；和包含N，N′-二((雜)芳基)聯(lián)吡啶鎓化合物的反應溶液與由(3)表示的胺化合物反應，R-X (1) 或 R1-NH2(3) 或 其中R表示(雜)芳基；X表示鹵素原子；R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18各自獨立表示氫原子或取代基；和R1表示(雜)芳基或烷基，所述的雜芳基可以含有取代基。
全文摘要
一種制備由式(4)表示的聯(lián)吡啶鎓化合物的方法，該方法包含可以含有取代基的聯(lián)吡啶與由式(1)表示的鹵化(雜)芳基化合物反應，以便制備由式(2)表示的N，N′－二((雜)芳基)聯(lián)吡啶鎓化合物；和N，N′－二((雜)芳基)聯(lián)吡啶鎓化合物與由(3)表示的胺化合物反應，其中N，N′－二((雜)芳基)聯(lián)吡啶鎓化合物不進行離析處理，在式中，R表示(雜)芳基；X表示鹵素原子；R
文檔編號C07D417/00GK1787998SQ200580000339
公開日2006年6月14日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權日2004年4月2日
發(fā)明者千昌富, 佐藤慎吾, 森英登, 新居一巳 申請人:富士膠片株式會社