フラン誘導体合成に関する研究（第9報※1）
5一ニトロー2フルイミドイルヒドラジン 誘導体の合成
加 藤 安 彦 平 尾 一 郎
工業化学科 有機合成化学教室
Studies on Synthesis of Furan Compounds． IX．
Synthesis of 5−Nitro−2−imidofurylhydrazines．
By Yasuhiko KATO and Ichiro HIRAO
On earlier papers（For example， Minerθ彦α1．， C乃醐．114θ』． E〃9．，27，362（1922）；
Kaufmann，8〃．1）吻プ彿． Gθs．，33，132（1923））， some furans were described about their antibacterial activity． In 1944 Dodd and Stillman reported their finding that furans with a nitτo group in the 5−position possessed high order of antibacterial activity （ノ．
P12αグ〃2α601 EκZ）〃． 7 カ〃ψ．，82，11 （1944））． In a latter paper （Dodd θ彦α1・，ノ・ノ4〃2・
P吻プ勿．・4ssoc．，39，313（1950））， the generalization was made， that is， in order to be effective仇〃勿o， the 2・position of the 5−nitrofuran must l〕e substituted by a group of the general type−C＝N−N−C＝． An example is the semicarbazone of 5−nitro・2・furaldehyde・
In subsequent years， the great bulk of work carried out in this area has followed along these lines，ε．9．， nitrofurfurylidene derivatives and their vinyl analogs （See， for example；
Hayes，ノ． A勿． C乃θ〃2． Soc．，77，2333（1955））．
In our lal）oratory， preparation of various types of antibacterial nitrofurans have been attempted， and the results were reported． For example，・5−nitro・2・furfurylidenehydrazino substituted heterocycles which are the compounds having a group of the general type
−C＝N−N−C＝ （See， for example：ノ． Cん％． Soc．ノ砂αη（pure chem・sect・，） 85，231
（1964）） and 2・（5−nitro・2・furyl）vinyl substituted heterocycles correspond to vinyl analog possessing the side chain in which −C＝C−system is incorporated（See， for example：
ノ．Cん勿． Soc．ノ幼α〃（pure chem． sect．）85，693（1964））． In this paper 5−nitro−2−imido・
furylhydrazines have been prepared by reaction of carbonyl reagents with 5・nitro−2−fu−
ronitrile or 5 nitro−2・imidofurylmethyl ether hydrochloride in alcohols． These imidofury−
lhydrazines are expected to react with dicarbonyl colnpounds， and giving rise to 1，2，4・
triazine derivatives． In fact， by treating of 5−nitro・2・imidofurylhydrazine with benzil in methanol・chloroform，3−（5−nitro・2−furyl＞5，6−diphenyl−1，2，4−triazine was obtained．
＊1 前報（第8報）平尾，加藤 日化誌投稿中
1緒言 2結果および考察
著者らは，先に5一ニトロフラン核と異節環と 5一ニトロフルフラール（1＞とヒドロキシルア が，℃ニC一結合によって連結された，例えば5一 ミンの反応でオキシム（1＞（mp 115°〜117°C）を
〔2−（5一ニトロー2一フリル）ビニル〕−1，3，4一オキ 得た。このオキシムは，anti型（mp 159°〜161 サジアゾリンー2一オン誘導体1）， あるいは一C＝ °C）とsyn型（mp 121°C）の混合物であると云は N−N一結合によって結ばれた，例えば4，6一二置 れている4）が，著者らは ニトリル（皿）を合成 換2ヰふニトロー−2一フルフリリデンヒドラジノ） する目的で，混合オキシムをそのまふベンゼン ー1，3，5一トリアジン2）などの合成について報告 中，五塩化リンで脱水して，好収率で皿を合成し
してきた。 た。
5一ニトロー2一フロイルヒドラジンにホスゲンを っぎに，皿とカルボニル試薬との反応は，ヒド 反応させると閉環して，5−（5一ニトロー2一フリル） ロキシルアミン，ヒドラジン，2，4一ジニトロフ ー1，3，4一オキサジアゾリンー2一オンを生成するこ エニルヒドラジン，セミカルバジドおよびチ：オセ
とが報告3）されているが，5一ニトロー2一フロイル ミヵルバジドなどについて行なった。すなわち，
ヒドラジンと同様に，5一ニトロー2一フルイミドイ 皿とヒドロキシルアミンとをメタノールー水混合 ルヒドラジン類（A）もその構造から考察すると， 溶媒中，10°〜15°Cでかきまぜて，5一ニトロー2一 種々の二官能性試薬によって閉環し，トリアゾー フルイミドイルヒドロキシルアミン（V）（A；X＝
ル誘導体，トリアジン誘導体などを生成すること 0，R＝H）が得られた。また皿とヒドラジソヒド が予想される。すなわち，5一ニトロフラン核と異 ラートとの反応は，メタノール中0°〜5°Cでか 節環が直接連結された構造を有するニトロフラン きまぜて行ない，5一ニトロー2一フルイミドィルヒド 誘導体の合成が可能であると思われる。、したがっ ラジン（W）（A；X＝NH・R＝H）を得たが・VIの て，このような異節環誘導体合成原料を得る目 ほかに皿がヒドラジンの両端に付加したヒドラゾ 的のもとに・ 5一ニトロフルフラー・ル（1）より 型誘導体1，2三ビス（5−『トロー2一フルイミドイ アルドオキシム（1）を経て5一ニトロー2一フロニ ル）ヒドラジン（W）（A；X＝NH， R＝
トリル（皿）・ さらには5一ニトロー2一フルイミド NH
；三㌶言：讐漂しぎ㌧：； 一］厚LN・，） ・
始めとする種々のカルボニル試薬を作用させて， ＿ 5．ニト。−2一フルイミドイルヒドラジ瀬（5．二 を副生した・璽と2・4一ジこト゜フエエルヒドフ
ト・−2一フルイミドイルヒド・キシルアミンも含㌶鷲㌻㍑鷲竪鑑言《
める）（A）およびその瀦体の合成を行なった・ 〜45・Cに，それぞれ加熱して，おのおの2−（5一
」二LI エニル）ヒドラー（A；x−NH， R一NH ニトロー2一フルイミドイル）−1−（2，4一ジニトロフ
0・N o C−NH−XR
⌒にAと二：雀1蹴蕊㌶の⇔−N°・）
＿例として5一ニトP−2一フルイミドイ、レヒドラジ N隅
ンとベンジルとの反応による1，2，4一トリアジ および1−（5一ニトロー2一フルイミドイル）セミカル ン誘導体の合成を行なった。 バジド（K）（A；X＝NH， R＝CONH2）を得た。
1）平尾，加藤 日化85，693（1964）
2）平尾，加藤 化化85，231（1964）
3）W．R． Sherman／0㎎． C舵勿．，26，88（1961）
4） H．Gilman， G． F， Wright∫．4沈．C加吻．Soεり52，2553（1930）
正とチオセミカルバジドはメタノール中還流下に カルボニル試薬と反応させてもニトリルの場合と 加熱したが，目的とする1−（5一ニトロー2一フルイミ 同様な結果が得られ，．しかも田とチオセミカルバ
ドイル）チオセミカルバジド（X）（A；X＝NH， R ジドの反応で得られなかったXもこの方法で得る
＝CSNH2）は得られず原料回収に終った。 ことができた。両法を比較すると，一般に，皿と つぎに，班を等モルの無水メタノールと共に乾 カルボニル試薬とからの合成法よりも，Wを用い 燥クロロホルム中，塩化水素流通下に一15°〜−10 た方が反応温度もより低く，しかも生成物収率も
゜Cでかきまぜて，5一ニトロー2一フルイミドイルメ 良好である。
チルエーテル塩酸塩（］y）を得た。この】yを前述の
0・N O CHO 2 0・N O CH＝NOH
（1）、 ． （n）
」［〕L NH・H 」1コL
一H20，PCI5
・、N早CN−＿一＿・、N」阻L↓LNH−XRNH
（皿） （A）VX＝ORニH
VI X＝＝NH R＝H CH 30H NH
HCI 珊X−NH R一と」〔コーN・、
（IV）
L X X＝NH R＝＝CSNH2
5一ニトロ2一フルイミドイルヒドロキシルアミン トロー2一フルアセチルイミドイルアセトキシアミ
（V）をベンゼン中無水酢酸で処理するとモノアセ ンであると推定される。母体物質（V）のIRス チル体（XI）が，溶媒をかねた大過剰の無水酢酸で ペクトルについて， Wのそれとの関連において，
処理してジアセチル体（阻）が得られた。田のIR さらに言及すると， Vには3499，3150 cm□にお スペクトル＊2をVのそれと比較すると， Vには のおの吸収帯が認められ，これらは第一または第 3396cm−1（0−H stretching vibration）に特性 ニアミノ基（N−H streching vibration）による 吸収帯が認められるのに反し，Mにはそれが認め ものであると思われるが， Wにもそれらに相当す られずかわりに1775cm−1（CニOstretching る吸収帯が3480，3204cm−1に認められる。 し vibration）に吸収帯が認められることからXIは かしながらWには，さらに第一アミノ基に起因 0一アセチル体，すなわち5ニトロー2一フルイミド すると思われる吸収帯が3390，3330cm−1（N−H
イルアセトキシアミンであると思われる。したが streching vibration），1590，863 cm−1（N−H ってジアセチル体（皿）は，XIが0一アセチル体で bending vibration）に認められるがVにはそれ あることから，N，0一ジアセチル体すなわち5一二 に該当する吸収帯が認められない。したがって，
＊2 本研究において，赤外吸収スペクトルは日本分光工業株式会社製IR−S型double beam， NaC1プリズムを 用いNujo1法で測定した。
前述のVの二本の吸収帯はおのおの二個の第ニア では，おのおのその互変異性構造，すなわち5一 ミノ基によるものと推定される。またWについて ニトロー2一フルァミドオキシム（V ）および5一二 も同様に3480および3204cm−1の吸収は二個の トロー2一フルァミドラゾン（W ）構造をとってい 第ニアミノ基によって生じたものと思われる。 ないと推定される。
以上のことからV，Wは，少なくとも固体状態
仇N」或∵㎝試茸N−NH，
（V ） （VI ）
また，Vに等モルのクロル炭酸エチル，モノク モノアセチル化によってXI（0一アセチル体）が得 ロル酢酸クロリドを反応させると，それぞれモ られたことから推定して，それぞれGカルベト ノカルベトキシ体（XIII），モノクロルアセチル キシ体，レモノクロルアセチル体であると思われ 体（XIV）が得られた。これらXIII，XIVは， Vの る。
NH
vA（x−。，R−H）一一一・、N」コL』−NH−・c・cH，
（XI）
Cl COCHZCl
NH
。、N」コL』−NH−。c。cH、cl
CICO・C・H㌔ （xw）
Acρ
NH NCOCH3、
・、N」コL！−NH−。c。、c、H， 。、N」」↓NH−。c。cH
（xn）
x田♪
以上得られたイミドフリルヒドラジン誘導体の ドイルメチルエーテル塩酸塩（W）にベンジルモ うち，5一ニトロー2一フルイミドイルヒドラジン ノヒドラゾン（XVI）を反応させても同様に得る
（W）はその分子内に活性であると予想されるア ことが出来た。
ミノ基と水素変換によってアミノ基に変りうるイ 同様に推測するならば，Vを始めとするイミド ミノ基を有しているので，α，β一ジケトン類と反 フリルヒドラジン類（A）は1，2−2官能性試薬，
応して，1，2，4一トリアジン誘導体を生成する 1，1−2官能性試薬によって種々の異節環誘導体 ことが予想されるが，事実，Wにベンジルを作 を生成することが可能であり，その可能性の一端 用させると容易に閉環して3−（5一ニトロー2一プリ を本報では単に示すだけにとどめ，Aを用いての ル）−5・6一ジフェニルー1，2，4一トリアジン（XV）が 異節環誘導体の合成については後に改めて報告し 得られた。またこのXVは，5一ニトロー2一フルイミ たいと思う。
NH ／⊂）
o
・・N・C・H・C｛》
（XV）
3・3 5一ニトロー2一フルイミドイルメチルエ
3 実験の部＊3
一テル塩酸塩（Iy）
3・1 5一ニトロー2一フルアルドオキシム（1）
皿99（65mmo1）乾燥クロロホルム601nlに溶 5一ニトロフルフラールのメタノール溶液に，塩 解し，ついで無水メタノール2．19（65mmol）
酸ヒドロキシルアミン（等モル）水溶液を炭酸ナ を加え一15°〜−10°Cでかきまぜながら乾燥塩化水 トリウムで中和して調製した遊離ヒドロキシルア 素を1．5時間通じたのち，同温でさらに8時間 ミソ水溶液を，20°〜30°Cでかきまぜながら加 放置して析出生成物をロ取，冷クロロホルム洗 え，同温で更に1時間かきまぜたのち析出生成物 浄後乾燥。淡黄色結晶，収量7．29（53．5％），
をロ取，水で洗浄後乾燥。収率90〜95％・mp mp 156°〜158°C。本生成物は適当な再結晶溶剤 115°〜117°C（anti・syn混合物）。粗混合オキシ が見い出せなかったのでこのまふ使用したが，純
ムは精製せずにそのまx次の実験に用いた。 度は高く，元素分析試料としてもさしつかえなか
3．2与ニト。．2つ。ニトリル（吻 った・
分析値C34．65％ H 3．71％ N 13．19％
乾燥ベンゼン300m1中に粗製の1509（320 m C6H6N204． HCIとしての
mol）を懸濁させ・水浴で5°C以下にならない 計算値 C 34．86％ H3．39％ N 13．56％
ように冷却し，かきまぜながら五塩化リン90g
（433mmo1）を少量つつ添加した。添加後30分間 3 45＝トロー2一フルイミドイルヒドラジ 還流下に加熱しオキシムが完全に溶解消失した ン類（A）
後，室温にまで冷却し，氷水中に少量つつかきま 3・4・15一ニトロー2一フルイミドイルヒド ぜながら注加，過剰の五塩化リンを分解した。べ ロキシルアミン（V）
ンゼン層と水層を分液し，ついでベンゼン層を2 （a） 皿1．389（10mmol）をメタノール20 mlに 回300mlの水で洗浄，無水硫酸ナトリウムで乾燥 溶解し10°〜15°Cでかきまぜながら，あらかじ 後減圧下にベンゼンを留去，残留物を冷却固化さ め調製しておいた当量の遊離ヒドロキシルアミン せて粗ニトリルを得た。メタノールに溶解後活性 水溶液（20ml）を滴下後更に同温で2時間かきま 炭処理を行ない，再結晶して淡黄色結晶を得た。 ぜて析出生成物をロ取，水で洗浄後乾燥。収量 収量35・49（80％），mp 62°〜63°C。この試料 1．39（76％）， mp 170°〜171°C（dec）。水で再 を既知方法5）で得た試料と混融しても混融点降下 結晶して黄色針状晶，mp 171°〜172°C（dec）。
は認められなかった。 分析値 C35．17％ H 2．86％ N24．34％
分析値C43．59％ H 1．38％ N 20．35％ C5H5N804としての
C5H2N203としての 計算値 C 35．09％H 2．92％ N 24．56％
計算値 C43．43％H1．45％ N20．29％ （b） 】y 2．079（10 m mol）をメタノール30 ml
＊3 本実験記載の融点，分解点は全て未補正値であり，測定は毛細管中，硫酸浴を使用して行なった。
5）R．F． Raffauf∫∠1〃2． C舵〃2．、Soc．，68．1765（1946）
に溶解し，ついで0°〜5°Cでかきまぜながら遊 母液を（a）法と同様に処理してmp 204°〜207°C 離ヒドロキシルアミン0．669（20mmol）を含む （dec）の物質0．579（37％）を得た。メ，タノー 水溶液（30ml）を少量つつ滴下，滴下終了後更 ルで再結晶して燈赤色結晶， mp 211°〜212°C に2時間室温でかきまぜて析出生成物をロ取，水 （dec）。 （a）法で得られた孤の試料との混融点は 洗後乾燥。収量1．379（80％），mp 169°〜171°C 降下しなかった。
㌫蕊㌶灘㌧籔：；3：言驚ト竺霊賜
した結果混融点降下は認められなかった。
（珊）
分析値 N24．79％
C5H5N304としての （a） 皿1・389（10 mmol），2，十ジニトロフ 計算値 N24．56％ エニルヒドラジン1．98 g（10 mmol）およびエタ ＿ ノール60mlの混合物を還流下に10時間加熱，−
3・4・2 5一ニトロー2一フルイミドイルヒドフ
ジン（W）および1，2一ビス（5．ニト。 轍置後析蹴殿握゜取混在している2・4−
＋フルイミドイル）ヒドラジン（皿） ジニト゜フエニルヒドラジン蝋エタノー レ瀞 にて除く。収量0．89（23．8％），mp 184°〜
10mlに溶解した溶液を滴下し，以後同温で4時
CllH8N607としての 間かきまぜて析出生成物をロ取，少量の冷メタノ
計算値 C39．29％ H 2．38％ N 25．00％
一ルで洗浄後乾燥。収量1．2g（70．6％）， mp
（b） ly 2．07 g（10 m mol），2，4一ジニトロフ 138°〜139°C（dec）・メ 一ノレで再結晶して榿 エニ，レヒドラ〃、．989（・・mm。1）および工
艶鋼晶・mp 154°〜155°C（dec）・ タ・一ル6・mlの齢物を蹴下1こ8時間加熱，
分析値C35・13％H3・86％N33・17％ ＿夜放置後析蹴殿物を。取，熱工〃一，レで洗
．C・H・N・°・（W）としての 澱乾燥。櫨・．99（56．5％）， mp・83・〜・84 計算値C35．29％H3．53％N32．94％ 。
C（dec）。熱エタノールで洗浄して暗赤色結晶，
母液を概下噸縮乾固して得られる髄を mp、84・〜・85・C（dec）．（、）法で得た試料との混 水洗，乾燥してmp 206°〜208°C（dec）の物質
融点は降下しなかった。
を0．49（26％）得た。メタノールで再結晶して
燈赤色結晶，mp 210。〜211。C（dec）。 3・4・4 1−（−5ニトロー2一フルイミドイル）
分析値 C38．77％ H 2．82％ N27．12％ セミカルバジド（IX）
CloH8N606（W）としての （a） 正1．389（10 mmol）をメタノール20 ml 計算値 C38．96％ H 2．59％ N27．27％ に溶解し40°〜45°Cでかきまぜながら，あらか （b） Iy 2．079（10 m mol）をメタノール20 m1 じめ調製していた遊離セミカルバジド10 mmol に懸濁させ，−15°〜−10°Cでかきまぜながら80％ を含む水溶液（10ml）を加え，以後4時間同温で
ヒドラジンヒドラート1．25g（20 m mol）をメタ かきまぜて析出生成物をロ取，水洗後乾燥。収量 ノール5mlに溶解した溶液を滴下し，以後一5° 1．69（79．8％）， mp 218°C（変色）。 メタノー
〜0°Cで2時間かきまぜて析出生成物をロ取， ルー一水で再結晶して黄燈色結晶，mp 218°C（変 水，ついでメタノールで洗浄後乾燥。収量1・02 色）。
9（60％），mp 143°〜145°C（dec）。メタノー 分析値 C 34．15％ H 3．60％ N 32．73％
ルで再結晶して榿黄色針状晶，mp 155°〜156℃ C6H7N504としての
（dec）。（a）法で得た試料との混融結果，混融点 計算値 C 33．80％ H 3．29％N32．86％
降下は認められなかった。 （b） Iy 2．079（10 m mol）をメタノール50 ml
に溶解し0°〜5°Cでかきまぜながら，等モルの 分析値 C42．58％ H 3．80％ N 16．31％
遊離セミカルバジド水溶液（25ml）を滴下し， CgHgN306としての
さらに同温で4時間かきまぜて析出生成物をロ 計算値 C42．35％H3．53％N16．47％
取・水洗後乾燥。収量2・09（93・9％）・mp 217 3．4．80＿カルベトキシ＿（5＿ニトロ＿2＿
°C（変色）・メ 一・レで再結晶して黄燈色針 フルイミドイル）ヒド。キシルアミン（XIII）
状晶・mp 219°C（変色）・ V・．89（4．68 m m。1）をク＿ホルム・・ml 分析値 C34．20％ H 3．21％ N 32．49％
に溶解し， クロル炭酸エチル 0．51g（4．68 m C6H7N504としての mol）ついで水5mlを加え2時間加熱還流後室温 計算値 C33．80％ H 3．29％ N 32．86％
で一夜放置して析出沈殿物をロ取，水洗後乾燥。
3 4 51−（5一ニト゜−2一フルイミドイル） 収量0．79，mp・47・〜・48・C．母液からク。。
チオセミカルバジド（X） ホルムを減圧下に留去してさらに生成物0．2gを W2．079（10 m mol）をメタノール30ml中， 得た。合計粗収量0・99（78・9％）。クロロホル 20。〜25。Cでかきまぜながらチオセミカルバジ ムで再結晶して淡黄色結晶・mp 148°C（dec）
ド0．919（10mmol）を加え，以後3時間同温で 分析値 C 39・42％ H 3・67％ N 17・18％
かきまぜて析出生成物をロ取，水，ついでメタノ C8HgN306としての
一ルで洗浄後乾燥。収量2．04g（89．1％）， mp 計算値 C 39．49％ H 3．70％ N 17．30％
179°〜186°C。メタノールで再結晶して赤桃色針 3・4・95一ニトロー2一フルイミドイルクロ 状晶・mp 189°〜190°C（dec）。 ルアセトキシアミン（XIV）
分析値C31・93％ H 3・29％ N 29・99％ V2．579（15 m mol），乾燥クロロホルム10ml C6H7N503Sとしての およびモノクロル酢酸クロリド1．79（15mmol）
計算値C31・44 H3・06％ N 30・57％ の混合物を5時間還流後一夜放置して沈殿物を 3・4・65一ニトロー2一フルイミドイルアセ ロ取，メタノール，ついで水で洗浄後乾燥。収量 トキシアミン（XI） 3・19（83％）， mp 157°C（dec）。ジメチルホルム VO．439（2．5mmol）および無水酢酸1．53 g アミドで再結晶して黄色結晶， mp158°C（dec），
（15mmol）をベンゼン15 m1中で3時間還流下に 分析値 C 33・79％H2・64％N16・72％
加熱し冷後析出物質をロ取，水ついで50％メタノ C7H6N305 Clとしての
一ルで洗浄後乾燥。収量0．2g（37．7％）， mp 159° 計算値 C 33．94％ H 2．42％ N16．97％
〜160°C。水で再結晶して黄色針状晶・mp 160° @ 3．53＿（5一ニトロー2一フリル）−5，6一ジフエ
〜161°C。 ニルー1，2，4一トリアジン（XV）
分析値C39・86％H3・47％N19・48％ 3．5．1吐ベンジルの反応より
計＝㌫て三鋭29％N・9．72％でllil瓢撫繋㌶：；謬；
3・4・75一ニトロー2一フルアセチルイミドイ ル2．059（10mmol）を乾燥クロロホルム10 mlに ルアセトキシアミン（皿） 溶解した溶液を加え，以後0°〜5°Cで2時間かき V1．719（10mmo1）および無水酢酸159の混 まぜ室温で6日間放置，析出物質をロ取，少量の
合物を96〜100°Cで5時間加熱し，反応混合物溶 冷メタノールで洗浄後乾燥。収量29（58・1％），
液から無水酢酸を減圧下に留去，濃縮しベンゼン mp 197°〜199°C。ベンゼンで再結晶して鮮黄色結 20mlを加えて三日間放置後析出生成物をロ取， 晶， mp 198°〜199°C。
水ついでメタノールで洗浄後乾燥。 収一量2．19 分析値 C66．63％ H 3．59％ N 16．28％
（82．5％），mp 144°〜147°C。メタノールで再結 ClgH12N403としての
晶して白色針状晶，mp 147°〜148°C。 計算値 C 66．28％ H 3．49％ N 16．28％
3 5 2 1yとベンジルモノヒドラゾンの 量の冷メタノールで洗浄後乾燥。 収量1．129 反応より （65％），mp 197°〜198°C。メタノールで再結晶 W19（5 m mol）を無水メタノール10 mlに懸濁 して鮮黄色結晶， mp 198。〜199。C。3・5・1で
し，−15°Cに冷却，かきまぜながらベンジルモ 得た試料との混融点降下は認められなかった。
ノヒドラゾン1・29（5mmol slight excess）を 終りにあたり，本研究に協力下さった高山恭 乾燥クロロホルム10mlに溶解した溶液を加え， 三，米良博，寺本善巧の三君に感謝します。
以後同温で2時間かきまぜて析出物質をロ取，少 （1963年4月 日本化学会第16年会にて講演）
