AT409760B

AT409760B - Verfahren zur herstellung von 2-chlor-5-chlormethyl-1,3-thiazol

Info

Publication number: AT409760B
Application number: AT191499A
Authority: AT
Inventors: Wolfram Dr Hendel; Sylvia Dr Krich
Original assignee: Dsm Fine Chem Austria Gmbh
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2002-11-25
Also published as: ATA191499A

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von 2-Chlor-5-chlormethyl-1, 3-thiazol (CCT), sowie darin verwendete Zwischenverbindungen.

2-Chlor-5-chlormethyl-1, 3-thiazol Ist ein wertvolles Zwischenprodukt bei der Herstellung von Pestiziden oder von pharmazeutischen Produkten.

Aus der Literatur ist bereits eine Vielzahl der unterschiedlichsten Verfahren zur Herstellung von CCT bekannt
So wird beispielsweise in EP 0 260 560 A1 und in EP 0 446 913 A1 die Herstellung von CCT durch Reaktion von Allylisothiocyanat bzw. von mit einer Abgangsgruppe substituierten Allylisothiocyanat mit einem Chlorierungsmittel und In EP 0 763 531 A1 die Umsetzung von 2-Chlorallyl- isothiocyanat mit einem Chlorierungsmittel beschrieben. Diese Verfahren weisen Nachteile auf, da z. B. bei der ersten Variante mehrere Nebenprodukte auftreten, wodurch das hergestellte CCT eine geringe Reinheit aufweist, und das Ausgangsmaterial bei der zweiten Variante nur zu hohen Kosten erhältlich ist.

Weiters muss ein beträchtlicher Überschuss an Chlorierungsmittel verwendet werden und es muss in grosser Verdünnung gearbeitet werden Ebenso Ist ein exaktes Einhalten der Reaktionstemperatur erforderlich und die sich Im Reaktionsverlauf bildende stabile Zwischenstufe muss in einem zusätzlichen Reaktionsschritt exotherm in das gewunschte Endprodukt überführt werden. Als Verbesserung wird In EP 0 794 180 A1 die Herstellung von CCT aus 1, 3-Dichlorpropen und einem Thiocyanatsalz über 3-Chlor-1-isothiocyanat-1-propen beschrieben.

Anderer Varianten, wie etwa das Verfahren gemäss EP 0 775 700 A1, wonach CCT über 2-Aml- no-5-methylthlazol mittels Diazotierung und anschliessender Chlorierung hergestellt wird, zeigen ebenfalls den Nachteil, dass CCT durch eine Vielzahl von Nebenprodukten verunreinigt ist, die kaum bzw nur sehr schwierig und unter hohen Ausbeuteverlusten abzutrennen sind
Aufgabe der Erfindung war es neue Verfahren zu finden, die die Herstellung von CCT in hoher Reinheit und Ausbeute ermöglichen
Gegenstand der Erfindung Ist demnach ein Verfahren zur Herstellung von 2-Chlor-5-chlor- methyl-1, 3-thiazol, das dadurch gekennzeichnet ist, dass 1, 3-Dichlorpropenoxid a1) mit Thioharnstoff In einem geeigneten Losungsmittel aus der Gruppe der Ci-Cg-Carbonsauren,

der halogenierten aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffe, Ether, Ketone, Amide,
Sulfoxide oder der Nitrile, entweder direkt zu 2-Amlno-5-chlormethyl-1, 3-thlazoi der Formel
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und anschliessend durch Sandmeyer-Diazotierung In Gegenwart von anorganischen oder organischen Nitriten In HCI oder in Mischungen aus HCI und einem organischen polaren Lo- sungsmittel, gegebenenfalls In Anwesenheit eines Kupfer-Halogenid-Katalysators zu 2-Chlor- 5-chlormethyl-1, 3-thiazol umgesetzt wird oder
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In Anwesenheit eines Alkoholsfalls in Kombination mit einem geeigneten Losungsmittel aus der Gruppe der C1-C6-Carbon- sauren, der halogenierten aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffe, Ether, Ketone,

Amide, Sulfoxide oder der Nltnle, zuerst zu der Verbindung der Formel
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In der R wie oben definiert Ist, umgesetzt wird, die durch Sandmeyer-Diazoterung In die Verbindung der Formel (111)
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in der R wie oben definiert ist, überführt wird, worauf mittels saurer Hydrolyse und/oder Um- setzung mit einer unter den Reaktionsbedingungen chlorabspaltenden Verbindung eine Ether- spaltung und Chlorierung zu 2-Chlor-5-chlormethyl-1, 3-thiazol erfolgt.

Als Ausgangsverbindung zur Herstellung von CCT wird erfindungsgemäss von 1, 3-Dichlorpro- pen ausgegangen, das mit einem geeigneten Oxidationsmittel, wie etwa einer Peroxysäure, einem Säure/H202-Gemisch, anorganischen oder organischen Peroxiden oder Hydroperoxiden in 2-Chlor- 3-chlormethyl-oxiran bei literaturbekannten Bedingungen, wie beispielsweise in J. Org. Chem, Vol 43, No. 18 (1978) beschrieben, überführt wird.

Als Lösungsmittel eignen sich bevorzugt chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie etwa Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff oder Methylenchlorid.

Geeignete Peroxysäuren sind beispielsweise Peressigsäure, m-Chlor-perbenzoesäure, u. s. w.

Wird H202 im Gemisch mit einer Säure eingesetzt, so wird in situ die entsprechende Persäure generiert.
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umgesetzt.

Thioharnstoff kann dabei in äquimolarer Menge, im Unter- oder im Überschuss bezogen auf das Oxiran eingesetzt werden. Als Lösungsmittel kommen übliche organische Lösungsmittel in Frage. Dies sind beispielsweise Carbonsäuren mit 1 bis 6 C-Atomen, wie etwa In Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure u. s. w ; halogenierte aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, wie etwa Methylenchlorid, Trichlormethan, Trichlorethylen, Tetrachlorkohlenstoff, Chlorbenzol, Dichlorbenzol u. s w. ; Alkohole, wie etwa Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, u. s. w. ; Ether, wie etwa Diethylether, Dipropylether, Diisopropylether, Dibutylether, t.-Butyl-methylether, Ethylengly- colmonomethylether, Tetrahydrofuran, Dioxan u. s. w. ;

Ketone, wie etwa Aceton, Methyl-ethylketon, Methyl-i-butylketon, Cyclohexanon, u. s. w. ; Amide, wie etwa N, N-Dimethylformamid, N, N-Diethylfor- mamid N-Methylpyrrolidon, u. s. w. ; Sulfoxide, wie etwa Dimethylsulfoxid, u. s. w. und Nitrile, wie etwa Acetonitril, Propionitril, u. s. w.

Je nach Wahl des Lösungsmittels entsteht entweder direkt 2-Amino-5-chlormethyl-1, 3-thiazol der Formel (I) oder zuerst die Verbindung der Formel (11) mit R gleich Ci-Ce-Atky ! Die Verbindung der Formel (11) entsteht insbesondere bei der Verwendung eines Alkohols, wie Methanol oder Ethanol, als Lösungsmittel. Es können auch Gemische eines Alkohols mit anderen Lösungsmittel, beispielsweise mit Dichlormethan eingesetzt werden. Bevorzugt wird Methanol oder Ethanol als Lösungsmittel oder ein Gemisch aus Methanol und Dlchlormethan als Lösungsmittelgemisch eingesetzt. Im Falle eines Lösungsmittelsgemisches kann es von Vorteil sein, wenn nachträglich eine geeignete Base, wie etwa ein Trialkylamin, zugesetzt wird.

Wird die Verbindung der Formel (11) erhalten, so muss eine Etherspaltung, etwa durch Hydrolyse durchgeführt werden, wodurch der Rest -OR in einen Hydroxylrest überführt wird.

Als nächster Schritt erfolgt in beiden Fällen durch Diazotierung der Austausch der Aminogruppe gegen ein Chloratom. Die Sandmeyer-Diazotierung erfolgt unter den für diese Reaktion übli-
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Gemäss Variante a2) wird nach erfolgter Sandmeyer-Diazotierung die Verbindung der Formel (111) erhalten.

Um CCT zu erhalten wird sodann die Ethergruppe gespalten und durch ein Chloratom substituiert. Geeignete Chlorierungsmittel sind solche Verbindungen, die unter den Reaktionsbedingungen chlorabspaltend wirken. Dies sind beispielsweise C12, Sulfurylchlorid, POs, PCs, POOs u. s. w.

Die Reaktionsdurchführung bei der Chlorierung erfolgt in allgemein üblicher Art und Weise.

Die Isolierung und Aufarbeitung des hergestellten CCT erfolgt in Abhängigkeit von der gewählten Herstellungsvariante durch übliche Methoden, wie etwa Extraktion, Destillation u. s. w.

Beispiel 1 :
Zu 2, 54g (20, 0 mMol) 1, 3-Dichlorpropenoxid in 6 ml Methanol wurde bei 20C eine Lösung von 1, 29g (17 mMol) Thioharnstoff In 15 ml Methanol zugetropft und zunächst eine Stunde bei Raumtemperatur und dann eine weitere Stunde bei Siedetemperatur gerührt.

Das Lösungsmittel wurde abgezogen, der Rückstand zwischen NatriumhydrogencarbonatLosung und tert-Butyl-Methyl-Ether verteilt und das Zwischenprodukt erschöpfend extrahiert
Das Zwischenprodukt (1, 40g) wurde in 5 ml Salzsäure und 1, 6 ml Acetonitril gelöst und bei 20C mit 0,9g (9,4 mMol) Kupfer-(I)-chlorid versetzt, danach wurde bei-8 C b ! S 0 C e ! ne Lösung von 1, 51g (13, 2 mMol) tert-Butylnitrit in 1, 6 ml Acetonltril langsam zugetropft. Danach wurde noch für 2 Stunden bei 0-5 C und eine weitere Stunde bel Raumtemperatur gerührt
Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und dann erschöpfend mit Chloroform extrahiert. Die organischen Phasen wurden mit Natriumhydrogencarbonat-Lösung und Wasser gewaschen und vom Lösungsmittel befreit.

Ausbeute : 1,31g 2-Chior-5-methoxythiazol, gelbes Öl (40% d. Th.)
Analysen 1H-NMR (CDCl3) #(ppm) 7,41 (s, 1 H), 4, 56 (s ; 2H) ; 3, 40 (s, 3H) GC-MS m/z. 163,128, 72, 57
Methode A) 0, 1g (0, 61 mMol) 2-Chlor-5-methoxythiazol wurden sodann in einem Gemisch von 1ml Wasser, 1 ml Schwefelsaure und 0, 5 ml Salzsäure 5 Stunden bel Raumtemperatur und weitere 5 Stunden bei 50%C geruhrt.

Die Reaktionslosung wurde mit Toluol extrahiert und der Extrakt mittels GC-MS analysiert Dabei konnte mit Hilfe von fe von Vergleichsspektren eindeutig 2-Chlor-5-chlormethylthiazol (CCT) als Endprodukt Identifiziert werden
Methode B)
2,00g (12,22 mMol) 2-Chlor-5-methoxymethylthiazol, hergestellt nach Beispiel 4, wurden mit 4,00g (26,20 mMol) Phosphoroxychlorid für 12 Stunden auf 80 C erhitzt Danach wurde das Reaktionsgemisch auf Eiswasser gegossen und 3 mal mit Methylenchlorld extrahiert Der Extrakt enthielt als Hauptprodukt 2-Chlor-5-chlormethylthlazol CCT, das mit Hilfe von Vergleichsspektren eindeutig Identifiziert wurde Nebenprodukte waren mittels GC nicht zu erkennen
Beispiel 2 2-Chlor-5-methoxymethylthlazol
Zu 7,62g (60,0 mMol) 1,3-Dichlorpropenoxid in 18 mi Methanol wurde bel 2 C eine Losung von 3,

65g (48 mMol) Thioharnstoff In 50 ml Methanol zugetropft und anschliessend eine Stunde bei Siedetemperatur gerührt
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zugetropft. Danach wurde noch fur 3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt
Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und dann erschöpfend mit Chloroform extrahiert Die organischen Phasen wurden mit Natriumhydrogencarbonat-Lösung und Wasser gewaschen und vom Losungsmittel befreit.

Ausbeute 7,05g 2-Chlor-5-methoxymethylthiazol, gelbes Öl (90% d Th.)
Analysen
1H-NMR (CDCI3). 5 (ppm). 7, 41 (s, 1H) ; 4, 56 (s ; 2H), 3, 40 (s, 3H)
GC-MS m/z : 163, 128, 72, 57
Beispiel 3. Weiterverarbeitung von 2-Chlor-5-methoxymethylthlazol zu CCT

0,1 g (0,61 mMol) 2-Chlor-5-methoxymethylthiazol, hergestellt nach Beispiel 2, wurden in einem Gemisch von 1 ml Wasser, 1 ml Schwefelsäure und 0, 5 ml Salzsäure 5 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 5 Stunden bei 500C gerührt. Die Reaktionslösung wurde mit Toluol extrahiert und der Extrakt mittels GC-MS analysiert.

Dabei konnte mit Hilfe von Vergleichsspektren eindeutig CCT
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8g (0, 89 Mol) 1, 3-Dichlorpropen(0, 9 Mol) getrockneter 3-Chlorperbenzoesäure versetzt und für 40 Stunden auf 600C erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde auf -5OC gekühlt, die 3-Chlorbenzoesäure abfiltriert und das Filtrat mit gesättigter NatrIumhydrogencarbonatlösung und 10% iger Natriumpyrosuifit-Lösung gewaschen.

Die wässrigen Phasen wurden einmal mit Chloroform extrahiert und anschliessend die vereinten organischen Phasen über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel abgezogen.

Zuletzt wird das Produkt bei 80-83 C/60 mbar destilliert.
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: 84, 75g 1, 3-Dichlorpropenoxid ;chlorpropenoxid in 21 ml 1, 2-Dimethoxyethan für 2 Stunden auf 60 C erhitzt und danach das Lösungsmittel abgezogen.
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**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

temperatur gerührt Die Reaktionslösung wurde mit 20 ml Wasser verdunnt, erschöpfend mit Dichlormethan extrahiert und zuletzt das Lösungsmittel abgezogen. Dieses Rohprodukt, welches neben 37Gew. % CCT noch
2-Chlorhydroxymethylthiazol enthielt, wurde mit 1 mi Thionylchlorid versetzt und eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt Die Reaktionslödung wurde mit 25 g Eis hydrolysiert, erschöpfend mit Dichlormethan extrahiert und zuletzt das Lösungsmittel abgezogen Ausbeute : 2,42 g CCT,; braunes Öl (Gehalt 52Gew%; 44% d. Th) PATENTANSPRÜCHE : 1.

Verfahren zur Herstellung von 2-Chlor-5-chlormethyl-1, 3-thiazol, dadurch gekennzeichnet, dass 1,
3-Dichlorpropenoxid al) mit Thioharnstoff in einem geeigneten Losungsmittel aus der Gruppe der Ci-Ce-Car- bonsäuren, der halogenierten aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffe, Ether, Ketone, Amide, Sulfoxide oder der Nitrile, entweder direkt zu 2-Amlno-5-chlormethyl-1, 3- thiazol der Formel EMI4.4 und anschliessend durch Sandmeyer-Diazotierung in Gegenwart von anorganischen oder organischen Nitriten in HCI oder in Mischungen aus HCI und einem organischen polaren Lösungsmittel, gegebenenfalls in Anwesenheit eines Kupfer-Halogenid- Katalysators zu 2-Chlor-5-chlormethyl-1, 3-thiazol umgesetzt wird oder a2)

mit Thioharnstoff in Anwesenheit eines Alkohols ROH mit R gleich C1-C6-Alkyl, ge- gebenenfalls in Kombination mit einem geeigneten Lösungsmittel aus der Gruppe der Ci-Ce-Carbonsäuren, der halogenierten aliphatischen oder aromatischen Kohlenwas- serstoffe, Ether, Ketone, Amide, Sulfoxide oder der Nitrile, zuerst zu der Verbindung der Formel <Desc/Clms Page number 5> EMI5.1 EMI5.2 EMI5.3 EMI5.4