BR112019017556A2 - processo para a preparação de compostos de 2-cianoimidazol - Google Patents
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Abstract
processo para a preparação de compostos de 2-cianoimidazol tem por objetivo prover um processo inédito e vantajoso para preparar comercialmente os compostos de 2-cianoimidazol. mais particularmente, ela se refere a um método eficiente de preparar precursor sintético de ciazofamida por conversão simultânea de grupo aldoxima ao derivado de ciano correspondente e redução do anel de imidazol n-oxigenado ao imidazol em condições brandas usando o agente de redução selecionado do grupo que consiste em sais de metal de derivados contendo enxofre na presença de um solvente orgânico polar.
Description
“PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE COMPOSTOS DE 2CIANOIMIDAZOL”
CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção se refere a um processo melhorado para a preparação de 5-(4-metilfenil)-1 H-imidazol-2-carbonitrila representado como composto da fórmula (I), um intermediário importante para preparar o fungicida ciazofamida.
(I)
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002] O composto 5-(4-metilfenil)-1 /-/-imidazol-2carbonitrila representado como composto da fórmula (I) é um intermediário importante para preparar o fungicida ciazofamida. É previamente divulgado na literatura que o composto da fórmula (I) podería ser preparado pela conversão de seu precursor do N-óxido de aldoxima 1 -hidróxi-4-(4-metilfenil)-3-óxido-1 Himidazol-2-carboxaldeído oxima representado como formula (II) no derivado de ciano correspondente e subsequente redução de grupo N-óxido do anel de imidazol.
[003] A conversão de aldoxima ao derivado de ciano correspondente usando agentes de desidratação apropriados, tais como cloreto de fósforo, pentóxido de fósforo, cloreto de tionila e semelhantes foi desenvolvida e previamente descrita na literatura. A saber, cloreto de tionila é descrito na literatura como um agente de desidratação comum para a conversão de intermediário aldoxima de ciazofamida no seu derivado de ciano.
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2/13 [004] O pedido de patente europeu EP 0705823 descreve o processo de preparação de ciazofamida que inclui a etapa de desidratação do grupo aldoxima do intermediário representado como a fórmula (II) usando cloreto de tionila na presença de Ν,Ν-dialquilamida e ainda adição de cloreto de enxofre para produzir um intermediário 2-cianoimidazol representado como a fórmula (I).
[005] A patente japonesa JP 2879164 descreve o processo de preparação de ciazofamida que inclui a etapa de desidratação do grupo aldoxima do intermediário representado como a fórmula (II) usando cloreto ou oxicloreto de fósforo ou enxofre preferivelmente na presença de uma base para produzir um intermediário 2-cianoimidazol representado como a fórmula (I).
[006] A patente chinesa CN 102424671 descreve o processo de preparação de ciazofamida que inclui a etapa de desidratação do grupo aldoxima do intermediário representado como a fórmula (II) usando cloreto de tionila e subsequente adição de a) um agente de cloração N- clorosuccinimida e b) de agente de redução, tais como ditionita de sódio, sulfito de sódio ou hidrogenossulfito de sódio para produzir um intermediário 2-cianoimidazol representado como a fórmula (III).
[007] Os reagentes de desidratação mencionados anteriormente, entretanto, têm limitações em alguns casos, tais como condições de reação difíceis, tempo de reação longo, baixos rendimentos, uso de reagentes tóxicos, caros ou menos prontamente disponíveis e processamento tedioso.
[008] Cloreto de tionila é um lacrimejante severo que deveria ser recém-destilado antes do uso em processos químicos. Além do mais, devido à sua lenta taxa de reação e tempos de reação longos, temperaturas de reação elevadas e grande excesso de cloreto de tionila devem ser usados para obter uma taxa conveniente de desidratação do grupo aldoxima.
[009] O uso de grandes excessos de cloreto de tionila nas reações de desidratação é indesejável, uma vez que qualquer cloreto de tionila não reagido deve ser removido antes de o produto ser isolado e recuperado.
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3/13 [010] Além do mais, conforme já conhecido e citado em US 4605521, o uso de uma quantidade em excesso de cloreto de tionila em combinação com altas temperaturas de reação e longos tempos de remoção em elevadas temperaturas maiores que 60° C rapidamente escurecerá nitrilas orgânicas e aumentará o teor de enxofre residual que também é indesejável.
[011] Tendo em vista o mencionado anteriormente, há uma necessidade de um processo melhorado para preparar comercialmente 5-(ptolil)-1 H-imidazol-2-carbonitrila representado como um composto da fórmula (I), um intermediário importante para preparar o fungicida ciazofamida, cujo processo é adequado para uso industrial, altamente eficiente, de baixo custo e ecológico e para prover um maior rendimento e fácil processamento, superando assim as deficiências da técnica anterior.
[012] Surpreendentemente foi descoberto que o agente de redução selecionado do grupo que consiste em sais de metal de derivados contendo enxofre, tais como metabissulfito de sódio, bissulfito de sódio, sulfito de sódio, bissulfito de potássio, metabissulfito de potássio, sulfito de potássio, ditionita de potássio, ditionita de sódio e/ou as misturas dos mesmos realiza a conversão bem-sucedida do substituinte aldoxima do anel de imidazol do composto da fórmula (II) no grupo ciano correspondente e, ao mesmo tempo reduz os nitrogênios oxigenados da fração imidazol para produzir o 2cianoimidazol correspondente representado como formula (I). O processo inventivo mencionado anteriormente produz resíduo menos orgânico, maior rendimento do produto e evita o uso de agentes de desidratação tóxicos e corrosivos reportados na técnica anterior.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [013] A presente invenção provê um processo para a preparação de composto 2-cianoimidazol representado pela seguinte fórmula (I):
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4/13
- cujo processo compreende reagir um composto representado pela seguinte fórmula (II):
- com o agente de redução selecionado do grupo que consiste em sais de metal de derivados contendo enxofre na presença de um solvente orgânico polar.
[014] Sais de metal de derivados contendo enxofre são selecionados do grupo que consiste em sais de metal alcalino e alcalino terroso e misturas dos mesmos; preferivelmente de metabissulfito de sódio, bissulfito de sódio, sulfito de sódio, bissulfito de potássio, metabissulfito de potássio, sulfito de potássio, ditionita de potássio, ditionita de sódio e/ou o misturas dos mesmos.
[015] Em outra modalidade, a presente invenção provê um processo para a preparação de composto 4-cloro-2-ciano-imidazol representado pela seguinte fórmula (III):
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5/13
- cujo processo compreende: a) reagir composto representado pela seguinte fórmula (II):
(H)
- com o agente de redução selecionado do grupo que consiste em sais de metal de derivados contendo enxofre na presença de um solvente orgânico polar e b) reagir o produto obtido na etapa a) com um agente de cloração.
[016] Em outra modalidade, a presente invenção provê um processo para a preparação de o 2-cianoimidazol conhecido como ciazofamida, representado pela fórmula (IV):
(iv)
a) reagir composto representado pela seguinte fórmula (II):
- com o agente de redução selecionado do grupo que
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6/13 consiste em sais de metal de derivados contendo enxofre na presença de um solvente orgânico polar; b) reagir o produto obtido na etapa:
a) com agente de cloração para obter composto 4-cloro-2ciano-imidazol da fórmula (III) e
c) reagir o composto da fórmula (III) com Ν,Ν-cloreto de dimetilsulfamoila na presença de uma base e um solvente orgânico polar.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Definições [017] Antes de apresentar o presente assunto em questão em detalhes pode ser útil fornecer definições de determinados termos para serem usados aqui. A menos que de outra forma definido, todos os termos técnicos e científicos usados aqui têm o mesmo significado entendido por um versado na técnica à qual este assunto se refere.
[018] O termo “um” ou “uma” como aqui utilizado inclui o singular e o plural, a menos que especificamente estabelecido de outra forma. Desta forma, os termos “um,” “uma,” ou “pelo menos um” podem ser usados indiferentemente neste pedido de patente.
[019] Em todo pedido de patente, as descrições das várias modalidades usam o termo “compreendendo”; entretanto, um versado na técnica entenderá que, em alguns casos específicos, uma modalidade alternativamente pode ser descrita usando a linguagem “que consiste essencialmente em” ou “que consiste em”.
[020] Para propósitos de melhor entendimento dos presentes ensinamentos e de nenhuma maneira limitando o escopo dos ensinamentos, a menos que de outra forma indicado, todos os números que expressam quantidades, porcentagens ou proporções e outros valores numéricos usados no relatório descritivo e nas reivindicações devem ser entendidos como sendo modificados em todos os casos pelo termo “cerca de. ”
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Desta forma, a menos que indicado de outra forma, os parâmetros numéricos apresentados no seguinte relatório descritivo e reivindicações anexas são aproximações que podem variar dependendo das propriedades desejadas que se deseja obter. No mínimo, cada parâmetro numérico pelo menos deve ser considerado na luz do número de dígitos significativos reportados e aplicando técnicas de arredondamento comuns. Com relação a isto, o uso do termo “cerca de” aqui especificamente inclui ±10% dos valores indicados na faixa. Além do mais, as extremidades de todas as faixas direcionadas ao mesmo componente ou propriedade aqui são inclusivas das extremidades, são independentemente combináveis e incluem todos os pontos e faixas intermediários.
Preparação de compostos de 2-cianoimidazol [021] A presente invenção provê um processo para a preparação de composto 2-cianoimidazol representado pela seguinte fórmula (I):
- cujo processo compreende reagir composto representado pela seguinte fórmula (II):
- com o agente de redução selecionado do grupo que consiste em sais de metal de derivados contendo enxofre na presença de um solvente orgânico polar.
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8/13 [022] De acordo com uma modalidade, sais de metal de derivados contendo enxofre são selecionados do grupo que consiste em sais de metal alcalino e alcalino terroso e misturas dos mesmos; preferivelmente de metabissulfito de sódio, bissulfito de sódio, sulfito de sódio, bissulfito de potássio, metabissulfito de potássio, sulfito de potássio, ditionita de potássio, ditionita de sódio e/ou as misturas dos mesmos.
[023] De acordo com uma modalidade, qualquer solvente orgânico polar que não tem nenhum efeito adverso na reação pode ser usado.
[024] Exemplos não limitantes de um solvente orgânico polar incluem N,N-dimetilacetamida, Ν,Ν-dimetilformamida, N-metilpirrolidona, acetonitrila e/ou as misturas dos mesmos.
[025] De acordo com uma modalidade, um solvente orgânico adicional que não tem nenhum efeito adverso na reação pode ser incluído.
[026] Exemplos não limitantes de tal solvente orgânico adicional incluem acetato de etila, acetato de isopropila, acetato de butila e semelhantes.
[027] De acordo com uma modalidade, o processo de preparação de composto representado como a fórmula (I) pode ser realizado a uma temperatura de cerca de 40 °C a 150 °C, preferivelmente de cerca de 70 °C a 120 °C.
[028] De acordo com uma modalidade, a razão molar do composto da fórmula (II) para o agente de redução é de cerca de 1:1 a 1:6, preferivelmente de cerca de 1:1 a cerca de 1:3, mais preferível de cerca de 1: 1 a cerca de 1: 1,5.
[029] Em outra modalidade, a presente invenção provê um processo para a preparação de 4-cloro-2-ciano-imidazol composto representado pela seguinte fórmula (III):
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9/13
Η
: Me 01 (III)
- cujo processo compreende: a) reagir composto representado pela seguinte fórmula (II):
- com 0 agente de redução selecionado do grupo que consiste em sais de metal de derivados contendo enxofre na presença de um solvente orgânico polar e b) reagir 0 produto de a) com agente de cloração.
[030] De acordo com uma modalidade, a etapa de cloração é realizada na presença de um agente de cloração selecionado do grupo que consiste em, mas não se limita, a N-clorosuccinimida, cloreto de sulfurila e semelhantes conhecidos na técnica.
[031] Em uma modalidade, a reação de cloração é realizada a uma temperatura de 0 °C a 40 °C.
[032] Em outra modalidade, a presente invenção provê um processo para a preparação do 2-cianoimidazol conhecido como ciazofamida, representado pela fórmula (IV):
(iv)
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10/13
a) reagindo o composto representado pela seguinte fórmula (II)
- com o agente de redução selecionado do grupo que consiste em sais de metal de derivados contendo enxofre na presença de um solvente orgânico polar; b) reagindo o produto formado na etapa a) com o agente de cloração para obter um composto da fórmula (III) e c) reagindo o composto da fórmula (III) com cloreto de dimetilsulfamoila na presença de uma base e um solvente orgânico polar.
[033] Em uma modalidade, uma base é preferivelmente selecionada de um grupo que consiste em hidróxidos de metal alcalino, carbonatos de metal alcalino, hidretos, hidróxidos de metal alcalino terroso e carbonatos de metal alcalino terroso. Entre estes, carbonatos de metais alcalinos são preferidos e carbonato de potássio é particularmente preferido.
[034] De acordo com uma modalidade, qualquer solvente orgânico polar que não tem nenhum efeito adverso na reação pode ser usado.
[035] Em uma modalidade preferida, um solvente orgânico polar pode ser selecionado de N,N-dimetilacetamida, Ν,Ν-dimetilformamida, Nmetilpirrolidona, acetonitrila e/ ou as misturas dos mesmos.
[036] De acordo com uma modalidade, o composto da fórmula (IV) conhecido como ciazofamida é preparado in-situ sem isolamento de intermediários representados como a fórmula (II) e/ou da fórmula (III).
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11/13 [037] O progresso das reações envolvidas nos processos incluídos pela invenção pode ser monitorado usando qualquer método adequado, que pode incluir, por exemplo, métodos cromatográficos, tais como, por exemplo, cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC), cromatografia em camada delgada (TLC) e semelhantes.
[038] Ainda em outra modalidade, os compostos da fórmula (I), (III) e (IV) podem ser isolados da mistura de reação por quaisquer técnicas convencionais bem conhecidas na técnica. Tal técnica de isolamento pode ser selecionada, sem limitação, do grupo que consiste em concentração, extração, precipitação, resfriamento, filtração, cristalização, centrifugação e uma combinação das mesmas, seguido por secagem.
[039] De acordo com uma modalidade, o composto resultante da fórmula (I) está presente em uma pureza de pelo menos 80%, pelo menos 85%, pelo menos 88%, pelo menos 89%, pelo menos 90%, pelo menos 91%, pelo menos 92%, pelo menos 93%, pelo menos 94%, pelo menos 95%, pelo menos 96%, pelo menos 97%, pelo menos 98%, ou pelo menos 99%. Em particular, o uso de agentes de redução selecionados do grupo que consiste em sais de metal de derivados contendo enxofre em vez de cloreto de tionila ou outros agentes de desidratação corrosivos reportados na técnica anterior reduz o custo de produção, simplifica o processamento e minimiza qualquer resíduo tóxico e problemas de descarte adicionais.
[040] Os seguintes exemplos são apresentados de maneira a ilustrar determinadas modalidades da invenção. Entretanto, eles não devem, de forma alguma, ser considerados limitantes do escopo amplo da invenção. Um versado na técnica pode rapidamente imaginar muitas variações modificações dos princípios aqui divulgados sem fugir do espírito e escopo da invenção.
EXEMPLO 1: Preparação de (4-metilfenil)-1 /-/-imidazol-2carbonitrila
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12/13 [041] 250 g de 1-hidróxi-4-(4-metilfenil)-3-óxido-1 Himidazol-2-carboxaldeído oxima (0,95 mol) e 750 mL de N,N-dimetilacetamida o foram misturados em um frasco de 5 litros e aquecidos a 100 C. Metabissulfito de sódio (235 g, 1,2 rnols) foi carregado em porções. A mistura foi mantida a 100 °C por 8 horas. A mistura foi resfriada a temperatura ambiente e 2.000 mL de água foram adicionados para precipitar o produto. O sólido foi filtrado e lavado com água e tolueno e seco. 139 g de (4-metilfenil)-1 /-/-imidazol-2-carbonitrila bruta foram obtidos, pureza de 94,6 %.
EXEMPLO 2: Preparação de (4-metilfenil)-1/-/-imidazol-2carbonitrila [042] 250 g de 1-hidróxi-4-(4-metilfenil)-3-óxido-1 Himidazol-2-carboxaldeído oxima (0,95 mol), 625 mL de Ν,Ν-dimetilacetamida e 125 mL de acetonitrila foram misturados em um frasco de 5 litros e aquecidos a 80 °C. Bissulfito de sódio (255 g, 2,4 rnols) foi carregado em porções. A mistura foi aquecida lentamente a 105 °C e mantida por 4 horas. A mistura foi resfriada a temperatura ambiente e 1.500 mL de água foram adicionados para precipitar o produto. O sólido foi filtrado e lavado, limpo e seco como descrito no Exemplo 1, para obter 140 g de (4-metilfenil)-1 /-/-imidazol- 2-carbonitrila, pureza de 95,3%.
EXEMPLO 3: Preparação de 5-cloro-4-(4-metilfenil)-1/-/imidazol-2-carbonitrila [043] 110 g do produto do Exemplo 1 foram misturados em um frasco de 500 mL com 55 mL de Ν,Ν-dimetilacetamida e 55 mL de acetonitrila. 86 g de cloreto de sulfurila foram adicionados em gotas, mantendo a temperatura abaixo de 25 °C. Depois que a adição foi finalizada, a mistura foi agitada por mais uma hora a 20 °C. A massa da reação foi neutralizada com 10% de hidróxido de sódio e agitada por mais uma hora. O produto bruto foi filtrado, lavado com água, lameado novamente em tolueno, filtrado e seco em um forno a vácuo para obter 104 g de 5-cloro-4-(4-metilfenil)-1 /-/-imidazol-2-carbonitrila.
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13/13
EXEMPLO 4: Preparação de 4-cloro-2-ciano-N,Ndimetil-5-(4-metilfenil)-1 H- imidazol-1 -sulfonamida [044] 90 g de produto do Exemplo 3 foram misturados com 117 g de carbonato de potássio e 100 mL de acetato de etila em um frasco de 500 mL. A mistura foi aquecida a 75 °C, e 87 g de cloreto de N,Ndimetilsulfamoila foram adicionados em gotas durante 30 minutos. A temperatura foi mantida por 10 horas. Depois do resfriamento, acetato de etila e água foram adicionados e a mistura foi filtrada. O sólido foi lavado com água e com acetato de etila e seco para obter 68 g de 4-cloro-2-ciano-N,N-dimetil-5-(4-metilfenil)-1 Himidazol-1-sulfonamida, pureza de 96,1%.
Claims (15)
- REIVINDICAÇÕES1. PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE COMPOSTO
- 2-CIANOIMIDAZOL representado pela seguinte fórmula (I):
(I) caracterizado pelo fato de que o processo compreende reagir o composto representado pela seguinte fórmula (II):
- com o agente de redução selecionado do grupo que consiste em sais de metal de derivados contendo enxofre na presença de um solvente orgânico polar.2. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os sais de metal de derivados contendo enxofre são selecionados do grupo que consiste em sais de metal alcalino e alcalino terroso e misturas dos mesmos. - 3. PROCESSO de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que um agente de redução é selecionado do grupo que consiste em metabissulfito de sódio, bissulfito de sódio, sulfito de sódio, bissulfito de potássio, metabissulfito de potássio, sulfito de potássio, ditionita de potássio, ditionita de sódio e/ou as misturas dos mesmos.
- 4. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1,Petição 870190082146, de 22/08/2019, pág. 69/752/4 caracterizado pelo fato de que o solvente orgânico polar é selecionado de N,Ndimetilacetamida, Ν,Ν-dimetilformamida, N-metilpirrolidona, acetonitrila e/ ou as misturas dos mesmos.
- 5. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a reação é realizada a uma temperatura de cerca de 40 °C a 150 °C.
- 6. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a reação é realizada a uma temperatura de cerca de 70 °C a 120 °C.
- 7. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão molar do composto da fórmula (II) para o agente de redução é de cerca de 1:1 a cerca de 1: 6.
- 8. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão molar do composto da fórmula (II) para o agente de redução é de cerca de 1:1 a cerca de 1: 3.
- 9. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão molar do composto da fórmula (II) para o agente de redução é de cerca de 1:1 a cerca de 1:1,5.
- 10. PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DO COMPOSTO 4-CLORO-2-CIANO-IMIDAZOL representado pela seguinte fórmula (III):H
/ Me (III) caracterizado pelo fato de que o processo compreende: a) reagir composto representado pela seguinte fórmula (II):Petição 870190082146, de 22/08/2019, pág. 70/753/4
(II) com o agente de redução selecionado do grupo que consiste em sais de metal de derivados contendo enxofre e b) reagir o produto de a) com agente de cloração. - 11. PROCESSO de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o agente de cloração é selecionado de um grupo que consiste em N-clorosuccinimida e/ou cloreto de sulfurila.
- 12. PROCESSO de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a reação de cloração é realizada a uma temperatura de 0 °C a 40 °C.
- 13. PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DO COMPOSTO 2-CIANOIMIDAZOL representado pela seguinte fórmula (IV):
(IV) caracterizado pelo fato de que o processo compreende: a) reagir composto representado pela seguinte fórmula (II):Petição 870190082146, de 22/08/2019, pág. 71/754/4 com o agente de redução selecionado do grupo que consiste em sais de metal de derivados contendo enxofre e b) reagir o produto de a) com agente de cloração e c) reagir o produto de b) com cloreto de N,Ndimetilsulfamoila na presença de base e um solvente orgânico polar. - 14. PROCESSO de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a base é selecionada de um grupo que consiste em hidróxidos de metal alcalino, carbonatos de metal alcalino, hidretos, hidróxidos de metal alcalino terroso e carbonatos de metal alcalino terroso.
- 15. PROCESSO de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende a preparação in-situ do composto representado pela fórmula (IV).
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