BRPI0519641B1 - Processo para produção de 2-alcoxicarbonil-3-aminotiofenos substituídos - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE 2-ALCOXICARBONIL-3-AMINOTIOFENOS SUBS- TITUÍDOS". A presente invenção refere-se a um novo processo para pro- dução de 4-alcoxicarbonil-3-aminotiofenos substituídos, que são conhecidos como produtos intermediários para substâncias ativas na agricultura, parti- cularmente para tienilaminocarboniltriazolinonas substituídas com ação her- bicida ativa (compare WO 01/05788). É conhecido que 4-alcoxicarbonil-3-aminotiofenos substituídos podem ser produzidos por oxidação com peróxido de hidrogênio e subse- qüente acabamento ácido (EP-A 331 919). Nesse processo, porém, os ren- dimentos obteníveis não são totalmente satisfatórios. Além disso, foi descrito que 4-alcoxicarbonil-3-aminotiofenos podem ser reagidos, por reação de 3- oxatetraidrotiofenos com um sal de adição de ácido de hidroxilamina, e as oximas obtidas, tratadas com um ácido (DE-A 27 37 738) ou convertidas in situ para os correspondentes cloridratos de amina. Mas, nessa reação são desvantajosos a ocorrência observada de amina decarboxilada como produ- to secundário indesejável, uma purificação complexa e a necessidade de usar o sal de adição de ácido de hidroxilamino em grande excesso. A produção dos 4-alcoxicarbonil-3-aminotiofenos substituídos por um outro método, com rendimento e eficiência mais altos é, portanto, desejável.

De acordo com a invenção foi descoberto, agora, que a produ- ção dos 4-alcoxicarbonil-3-aminotiofenos substituídos pode ser obtida com alto rendimento quando se reagem oxatetraidrotiofenos com acetato de a- mônio ou formiato de amônio para as correspondentes enaminas. Essa rea- ção, surpreendentemente, também é bem sucedida com quantidades catalí- ticas dos sais, quando se adiciona, além disso, amoníaco. Só com amoníaco e sem a adição de sal, não ocorre nenhuma reação digna de nota para as enaminas. As enaminas são depois reagidas com agentes de cloração, tal como cloreto de sulfurila ou cloro. Surpreendentemente, a formação de pro- duto decorre sem formação digna de nota de produtos secundários, embora seja conhecido da literatura que tetraidrotiofenos, por exemplo, com cloreto de sulfurila, reagem sob cloração de S e formam complexos de cloro (por exemplo, sais de sulfônio) (JACS, 1973, 95, 6508-6509). Esses compostos são altamente reativos e podem reagir (JACS, 1973, 95, 6508-6509) ou po- limerizar-se (J. Org. Chem. 1985, 50, 2840-2847) por exemplo, com aminas aromáticas.

Por conseguinte, foi descoberto que 4-alcoxicarbonil-3-aminotio- fenos da fórmula geral (I) e/ou seus cloridratos da fórmula (I)’ e/ou sua forma mono ou bisacetilada ou mono ou bisformilada das fórmulas (I)" nas quais R1 representa alcóxi, com 1 a 6 átomos de carbono, opcional- mente substituído por halogênio ou CrC4-alcóxi, R2 representa alquila, com 1 a 6 átomos de carbono, opcional- mente substituída por halogênio ou C-i-C4-alcóxi, ou representa arila ou ari- lalquila, com, respectivamente, 6 ou 10 átomos de carbono no grupo arila e, opcionalmente, 1 a 4 átomos de carbono na parte alquila, respectivamente, opcionalmente substituídas por halogênio, CrC4-alquila ou CrC4-alcóxi, e R3 representa acila ou formila, são obtidos em rendimentos muito bons e em alta pureza, quando se reage com enaminas da fórmula (II) e/ou sua forma mono ou bisacetilada ou mono ou bisformilada da fórmula (11)" nas quais R1, R2 e R3 têm, respectivamente, o significado indicado acima, com um agente de cloração, na presença de um ou mais diluentes.

Na fórmula (I), R1 representa, preferivelmente, CrC4-alcóxi, par- ticularmente, metóxi, etóxi, n- ou i-propóxi. R2 representa, preferivelmente, Ci-C4-alquila, particularmente, metila, etila, n- ou i-propila. O processo de acordo com a invenção serve de modo particu- larmente vantajoso para a produção de 2-metil-3-amino-4-metoxicarbonil- tiofeno da fórmula (Ia) ou de seu cloridrato da fórmula (Ia)’ ou de sua forma mono ou bisacetilda ou mono ou bisformilada (Ia)" No processo de acordo com a invenção, em geral, não é neces- sária uma adição de bases auxiliares.

Pela reação das enaminas com um agente de cloração, foi en- contrado, surpreendentemente, um novo processo, que permite a produção dos 4-alcoxicarbonil-3-aminotiofenos em rendimentos muito bons e em alta pureza, em tempo de reação curto.

Em uma modalidade preferida, o produto de reação é formado rapidamente e com alto rendimento. Depois da reação, o produto pode ser isolado muito facilmente por precipitação como cloridrato de uma solução orgânica com água e subseqüente filtração. Alternativamente, pode dar-se uma isolação do produto, no caso do uso de cloreto de sulfurila ou gás cloro, também por simples remoção do solvente e do agente de oxidação em ex- cesso, sob pressão reduzida. Altos excessos de reagentes caros não são necessários para a produção do produto.

Desse modo, o processo de acordo com a invenção representa um enriquecimento do estado da técnica, que permite uma produção muito vantajosa de 4-alcoxicarbonil-3-aminotiofenos substituídos. Desse modo, é facilitado o acesso às tienilaminocarboniltriazolinonas herbicidas, baseadas nesses produtos intermediários.

As enaminas da fórmula (II), a ser usados como compostos bá- sicos no processo de acordo com a invenção, são preferivelmente obtidas por reação de compostos da fórmula (III) na qual R1 e R2 têm o significado indicado acima, com formiato de amônio, opcionalmente na presença de NH3, com acetato de amônio, opcionalmente na presença de NH3, com uma mistura de ácido fórmico e NH3 e/ou com uma mistura de ácido acético e NH3, na presença de um ou mais diluentes.

Mas os compostos da fórmula (II) também podem ser produzidos tal como está indicado em EP-A 331 919. Além disso, eles podem ser pro- duzidos de acordo com processos, em princípio conhecidos (vide, por exem- plo, J. Org. Chem. Vol. 42, N°. 9, 1977).

As aminas da fórmula (II) podem ser acetiladas ou formiladas de modo convencional para os compostos correspondentes da fórmula (II)".

Os compostos da fórmula (III) são conhecidos e podem ser pro- duzidos, por exemplo de acordo com o processo indicado no documento DE- A 27 37 738.

Na reação de acordo com a invenção das enaminas substituídas com um agente de cloração, trabalha-se, em geral, a temperaturas entre - 15°C e 70°C, preferivelmente, entre -15°C e 25°C, de modo particularmente preferido, -10°C e 0°C. Como diluentes na reação, são usados, preferivel- mente, hidrocarbonetos aromáticos ou alifáticos halogenados. Cloreto de metileno e clorobenzeno são particularmente preferidos como diluentes.

Na reação de acordo com a invenção das enaminas substituídas com um agente de cloração, os tempos de reação perfazem, em geral, entre 1 minuto e 6 horas, preferivelmente, 2 e 120 minutos. O extrato é carregado no diluente, em geral, a uma concentração de 11 a 50% em peso, preferi- velmente, 20 - 30% em peso.

Para realização do processo de acordo com a invenção, o rea- gente é preferivelmente usado em excesso para produção dos compostos da fórmula (I). Em geral, são usados por mol de enamina da fórmula (II), entre 0,8 e 10 rnols, preferivelmente, entre 1,0 e 1,1 mol dos agentes de cloração.

Como agente de cloração pode ser usado no processo de acor- do com a invenção cloro (elementar, gasoso) ou cloreto de sulfurila (SO2CI2).

Mas também podem ser usados outros compostos, que produzem cloro fa- cilmente. É particularmente preferido o uso de cloreto de sulfurila. O processo de acordo com a invenção é realizado, em geral, sob pressão normal. Mas, também é possível realizar 0 processo de acordo com a invenção sob pressão elevada ou reduzida - em geral, entre 10 a 1000 kPa (0,1 bar e 10 bar).

Na produção das enaminas da fórmula (II) dos compostos da fórmula (III), trabalha-se, em geral, à temperaturas entre 20°C e 118°C, pre- ferivelmente, entre 50°C e 118°C; de modo particularmente preferido à tem- peratura de refluxo do diluente correspondente. Diluentes apropriados são solventes orgânicos neutros, tal como, por exemplo CrC4-álcoois, partícu- larmente, metanol, etanol, ou também solventes orgânicos polares, tal como, por exemplo, acetona ou acetonitrila. Como diluentes também podem ser usados, em misturas com os diluentes citados acima, diluentes que na rea- ção subseqüente com os agentes de cloração. É particularmente preferido o uso de metanol e etanol.

Na reação dos compostos da fórmula (III) para as enaminas da fórmula (II), os tempos de reação perfazem, em geral, entre 30 minutos e 12 horas, preferivelmente, entre 20 e 240 minutos.

Para realização do processo para produção dos compostos da fórmula (II), utiliza-se, preferivelmente, o reagente em excesso. Em geral, são usados por mol do composto da fórmula (III) entre 0,8 e 10 rnols, preferi- velmente, entre 1,2 e 3,0 rnols do reagente, por exemplo, formiato ou acetato de amônio.

Alternativamente, o formiato ou acetato de amônio também pode ser usado em quantidades catalíticas, quando se adiciona NH3 durante o tempo de reação. Por mol de extrato são então usados, preferivelmente, 0,1 - 0,8 mol do respectivo sal de amônio (ou uma mistura dos dois) e 1 a 3 rnols de NH3.

Quando como reagente dessa reação o formiato ou acetato de amônio não é usado diretamente, mas uma mistura de ácido acético e NH3 ou ácido fórmico e NH3, então são usados por mol de extrato, 0,1 a 1 mol de ácido e 1 a 3 rnols de NH3. O processo para produção dos compostos da fórmula (II), da fórmula (III) é realizado, em geral, sob pressão normal. Mas também é pos- sível realizar o processo sob pressão elevada ou reduzida - em geral, entre 10 a 1000 kpa (0,1 bar e 10 bar).

As enaminas da fórmula (II) produzidas dos compostos da fór- mula (III) podem ser isoladas antes de seu uso na etapa de processo de a- cordo com a invenção. Mas também é possível reagir adicionalmente os compostos obtidos, diretamente, sem isolação intermediária, depois da troca parcial, mas, preferivelmente, completa, do diluente, com o agente de clora- ção.

Também é objeto da presente invenção uma combinação da e- tapa de processo de acordo com a invenção com a etapa de processo indi- cada acima para produção dos compostos básicos da fórmula (II). De acordo com a invenção, também é a etapa de processo para produção dos compos- tos básicos da fórmula (II), sozinha, que é particularmente bem apropriada, para obter os compostos da fórmula (II) em altos rendimentos.

Por conseguinte, foi descoberto que os 4-alcoxicarbonil-3- aminotiofenos da fórmula geral (I) e/ou seus cloridratos da fórmula (I)’ e/ou sua forma mono ou bisacetilada ou mono ou bisformilada das fórmulas (I)" nas quais R1 representa alcóxi, com 1 a 6 átomos de carbono, opcional- mente substituído por halogênio ou CrC4-alcóxi, R2 representa alquila, com 1 a 6 átomos de carbono, opcional- mente substituída por halogênio ou CrC4-alcóxi, ou representa arila ou ari- lalquila, com, respectivamente, 6 ou 10 átomos de carbono no grupo arila e, opcionalmente, 1 a 4 átomos de carbono na parte alquila, respectivamente, opcionalmente substituídas por halogênio, CrC4-alquila ou CrC4-alcóxi, e R3 representa acila ou formila, são obtidos em rendimentos mui- to bons e em alta pureza, quando se reagem compostos da fórmula (III) na qual R1 e R2 têm o significado indicado acima, com formiato de amônio, opcionalmente na presença de NH3, com acetato de amônio, opcionalmente na presença de NH3, com uma mistura de ácido fórmico e NH3 e/ou com uma mistura de ácido acético e NH3, na presença de um ou mais diluentes, e se reagem os compostos intermediários da fórmula (II) obtidos na qual R1 e R2 têm o significado indicado acima, diretamente ou após sub- seqüente acetilação ou formilação, para um composto da fórmula (II)", com um agente de cloração, na presença de um ou mais diluentes.

EXEMPLOS DE PRODUÇÃO

Exemplo 1 Produção do precursor da fórmula (II) 38,1 g de 1,4-anidro-2,5-dideóxi-2-(metoxicarbonil)-1-tiopent-3- ulose (1, 0,2 mol, Acor: 91,5%) e 37,9 g de formiato de amônio (0,6 mol) fo- ram carregados em 330 ml de metanol e subseqüentemente aquecidos du- rante 15 h para temperatura de refluxo. O solvente foi removido por destila- ção sob pressão reduzida e o resíduo foi incorporado em 200 ml de água.

Depois de uma extração com duas vezes 200 ml de CH2Cl2, secagem das fases orgânicas combinadas (Na2SC>4) e separação por destilação do sol- vente, foram obtidos 37 g de metil-4-amino-5-metil-2,5-diidrotiofeno-3- carboxilato (2) (97% de valor teórico, teor: 91%, PF: 60°C 1H-RMN (400 MHz, d3-CD3CN) 1,46 (d, 3H, J=6,8 Hz), 3,63 (dd, 1H, J-, = 12 Hz, J2 = 0,9 Hz), 3,64 (s, 3H), 3,76 (dd, 1H, Ji = 12 Hz, J2 = 3,5 Hz), 4,11-4,19 (m, 1H).

Exemplo 2 Produção do precursor da fórmula (III) 20 g de 1,4-anidro-2,5-dideóxi-2-(metoxicarbonil)-1-tiopent-3-ulo- se (1, 87 mmol, teor: 72,6%) e 3,6 g de acetato de amônio (44 mmoles) fo- ram carregados em 55 ml de metanol. A mistura de reação foi aquecida por 2 h para refluxo. Subseqüentemente, à temperatura de refluxo, foram intro- duzidos 1,8 g de gás de amoníaco (105 mmols) ao longo de um período de 30 min. A mistura reacional foi depois agitada por mais 7 h sob refluxo. Para acabamento, procedeu-se analogamente ao exemplo 1. Foram obtidos 19,3 g de metíl-4-amino-5-metil-2,5-diidrotiofeno-3-carboxilato (2) (96% teóricos, conteúdo: 73,6%).

Exemplo 3 Produção do precursor da fórmula (II) A 0 - 10°C foram adicionados, em gotas, 61,3 g de éster metílico de ácido 3-mercaptopropiônico (3, 0,5 rnols, teor: 98%) ao longo de 35 min a 90 g de uma solução de 30% de NaOMe em metanol (0,5 mol). Após a adi- ção, agitou-se adicionalmente por 10 min a 0 - 10°C e, subseqüentemente, a 0 - 5°C, foram adicionados 63,2 g de éster metílico de ácido 2-cloropropiô- nico (4, 0,5 mol, teor: 97%) ao longo de 50 min. A mistura reacional foi agita- da adicionalmente por 30 min a 0 - 5°C, antes de serem adicionados 500 ml de xileno. Subseqüentemente, o metanol foi substancialmente removido por destilação. À suspensão obtida foram adicionados, em gotas, ao longo de 75 min, a cerca de 90°C, 99 g de uma solução de 30% de NaOMe em metanol (0,55 mol) e simultaneamente continua a ser removido metanol por destila- ção. A mistura reacional foi então resfriada para 80°C sob argônio, antes de serem adicionados 33 g de ácido acético (0,55 mol). Após o término da adi- ção, foram adicionados a 70°C 500 ml de água e, subseqüentemente resfri- ou-se para temperatura ambiente. Depois da separação das fases, a fase aquosa ainda foi reextraída uma vez com 250 ml de xileno e, subseqüente- mente, as fases orgânicas combinadas foram lavadas novamente com 100 ml de água. A fase orgânica foi secada (Na2S04) e concentrada sob pressão reduzida. O resíduo foi misturado com 830 ml de metanol e 94,6 g de formia- to de amônio (1,5 mol) e depois aquecido para refluxo. O acabamento deu- se após 12 h sob refluxo por extensa concentração. O resíduo foi incorpora- do em 500 ml de água e extraído três vezes com, respectiva mente, 200 ml de diclorometano. As fases orgânicas combinadas foram secadas (Na2S04).

Depois da separação por destilação do solvente, sob pressão reduzida, fo- ram obtidos 81 g de metil-4-amino-5-metil-2,5 diidrotiofeno-3-carboxilato (2) (68% do volume teórico, sob todas fases teor: 72,5%.

Exemplo 4 Produção do precursos da fórmula (Ί0 A reação mantém pode ser executada de forma análoga ao do exemplo 3 com clorobenzeno no lugar de xileno. O rendimento é idêntico ao obtido com a excursão com xileno.

Exemplo 5 80,7 g de metil 4-amino-5-metil-2,5-diidrotiofeno-3-carboxilato (2) (338 mmols, teor: 72,6%) são dissolvidos em 88 ml de clorobenzeno e resfri- ados a -10°C. Depois de um prazo de 1 hora adicionar-se a esta solução através de gotas uma solução de 50,2 g de cloreto de sulfonila (372 mmols) em 59 ml de clorobenzeno na faixa de temperatura de -10 a 0°C e então a- quecida à temperatura ambiente. Para acabamento, a mistura reacional foi concentrada a pressão reduzida. Obter-se 95 g de cloridrato de metil 4- amino-5-metiltiofeno-3-carboxilato (5) (96% do valor teórico, teor: 58,7% co- mo amina livre. Uma caracterização do produto deu-se depois da liberação da amina com solução de NaHC03 (Fp.: 65°C; 1H-RMN (400 MHz, d3- DMSO): 2,62 (s), 4,25 (s), 5,18 (bs), 8,22 (s)).

Cloridrato de amina: 1H-RMN (400 MHz, d6-DMSO): 2,44 (s), 3,83 (s), 8,21 (s)).

Exemplo 6 11,5 g de metil-4-amino-5-metil-2,5-diidrotiofeno-3-carboxilato (2) (60 mmols; conteúdo: 90%) foram dissolvidos em 25 ml de CH2CI2 e refrige- rados para -10°C. A essa solução foi adicionada em gotas, ao longo de um período de 2 h, uma solução de 8,9 de cloreto de sulfurila (66 mmols) em 10 ml de CH2CI2, na faixa de temperatura de -10 - 0°C. A mistura de reação foi subseqüentemente ainda por 1 h a -10 - 0°C e depois aquecida para tempe- ratura ambiente. Para acabamento, a mistura de reação foi concentrada sob pressão reduzida. Foram obtidos 14,7 g de metil 4-amino-5-metiltiofeno-3- carboxilato cloridrato (5) (89% teóricos, conteúdo: 62,5%, determinado como amino livre).

Exemplo 7 5,6 g de 4-amino-5-metil-2,5-diidrotiofeno-3-carboxilato (2) (30 mmols, conteúdo: 93%) foram dissolvidos em 30 ml de CH2CI2. Nessa solu- ção foram introduzidos, à temperatura ambiente, ao longo de um período de 60 min, 2,3 g de cloro (33 mmols). A mistura de reação foi subseqüentemen- te ainda agitada por 12 h e depois, para acabamento, concentrada sob pres- são reduzida. Foram obtidos 7,2 g de metil 4-amino-5-metiltiofeno-3- carboxilato cloridrato (5) (59% teóricos, conteúdo: 42%, determinado como amino livre).

Claims (8)

1. Processo para produção de 4-alcoxicarbonil-3-aminotiofeno da fórmula geral (I) e/ou seus cloridratos da fórmula (I)’ e/ou sua forma mono ou bisacetilada ou mono ou bisformilada das fórmulas (D" nas quais R1 representa alcóxi, com 1 a 6 átomos de carbono, opcional- mente substituído por halogênio ou Ci-C4-alcóxi, R2 representa alquila, com 1 a 6 átomos de carbono, opcional- mente substituída por halogênio ou CrC4-alcóxi, ou representa arila ou ari- lalquila, com, em cada caso, 6 ou 10 átomos de carbono no grupo arila e, opcionalmente, 1 a 4 átomos de carbono na parte alquila, em cada caso, opcionalmente substituídas por halogênio, Ci-C4-alquila ou CrC4-alcóxi, e Ró representa um substituinte acila ou formila, o referido processo sendo caracterizado pelo fato de que enami- nas da fórmula (II) e/ou sua forma mono ou bisacetilada ou mono ou bisformilada da fórmula (11)" nas quais R1, R2 e R3 têm, em cada caso, o significado indicado acima, são reagidas com um agente de cloração selecionado dentre cloro ou cloreto de sulfurila, na presença de um ou mais diluentes seleciona- do(s) dentre hidrocarbonetos aromáticos ou alifáticos halogenados, e a tem- peraturas entre -10°C e 0°C.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe- lo fato de que, na fórmula (I): R1 representa CrC4-alcóxi, R2 representa CrC4-alquila, e R3 representa acila ou formila.

3. Processo, de acordo com a reivindicaçãol ou 2, caracterizado pelo fato de que a enamina da fórmula (II) foi obtida diretamente, ou como precursor para sua forma acetilada, da fórmula (II)", em uma etapa de pro- cesso precedente de um composto da fórmula (III) na qual R1 e R2 têm o significado indicado na reivindicação 1, por reação com formiato de amônio, opcionalmente na presença de NH3, com acetato de amônio, opcionalmente na presença de NH3, com uma mistura de ácido fórmico e NH3 e/ou com uma mistura de ácido acético e NH3, na presença de um ou mais diluentes selecionado(s) dentre hidrocar- bonetos aromáticos ou alifáticos halogenados.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesl a 3, caracterizado pelo fato de que o diluente é selecionado dentre os solven- tes clorobenzeno ou cloreto de metileno.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pe- lo fato de que a enamina produzida na etapa de processo precedente não é isolada.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe- lo fato de que o agente de cloração é cloreto de sulfurila.

7. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os compostos da fórmula (III) são reagidos com NH3, na presen- ça de uma quantidade catalítica de formiato de amônio ou acetato de amô- nio.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que 0,1 a 0,8 mol do sal de amônio é usado como uma quantidade catalítica.