BRPI0707111A2 - método para produzir um composto de tiazol - Google Patents
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Abstract
MéTODO PARA PRODUZIR UM COMPOSTO DE TIAZOL. A presente invenção refere-se a um método simples e vantajoso para produzir um composto de tiazol, método este que é apropriado para implementação em escala industrial. Neste método, um composto de tiazol é produzido por uma reação entre 2-halogeno-alil-isotiocianato e cloreto de sulfurila, gerando uma grande quantidade de calor, e ao mesmo tempo, suprimindo o decréscimo no rendimento do composto de tiazol. Descreve-se especificamente um método para produzir 2-cloro-5-cloro-metil-tiazol representado pela fórmula (1): Este método é caracterizado pelo fato de que o cloreto de sulfurila é adicionado e reagido com 2-halogeno-alil-isotiocianato representado pela fórmula (2): Em que Hal representa cloro ou bromo, e aos mesmo tempo, soprando um gás inerte para a reação dentro do líquido da reação.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODOPARA PRODUZIR UM COMPOSTO DE TIAZOL".
Campo Técnico da Invenção
A presente invenção refere-se a um método para produzir umcomposto de tiazol.
Antecedentes da Invenção
Um composto representado pela fórmula (1):
<formula>formula see original document page 2</formula>
é útil como um intermediário para produzir fármacos e produtos agroquími-cos (vide, por exemplo, Documento de Patente 1). Um método conhecidopara produzir tal composto de tiazol compreende reagir um 2-halogeno-alil-isotiocianato com cloro (vide Documento de Patente 2). Um método paraproduzir tal composto de tiazol por uma reação de 2-halogeno-alil-isotiocianato com cloreto de sulfurila, ou similar, na presença de um hidro-carboneto aromático ou um seu derivado também é conhecido (vide Docu-mento de Patente 3). Entretanto, estes métodos não produzem necessaria-mente resultados satisfatórios. Um método para produzir um composto detiazol da fórmula (1) por uma reação de um 2-halogeno-alil-isotiocianato comum agente de cloração reconhecidamente gera uma grande quantidade decalor. Para superar esta desvantagem, um método de reação contínuo éproposto (vide Documento de Patente 4, parágrafo [0008]). Entretanto, o mé-todo de reação contínuo requer um dispositivo de reação especial, e assimsendo, ele não é necessariamente conveniente.
Documento de Patente 1: JP-A 3-157308
Documento de Patente 2: JP-A 4-234864
Documento de Patente 3: JP-A 2002-255948
Documento de Patente 4: JP-A 204-506725
Descrição da Invenção
Problemas a Serem Selecionados pela Invenção
Para implementação em escala industrial da reação do2-halogeno-alil-isotiocianato com cloreto de sulfurila, que gera uma grandequantidade de calor, os inventores da presente invenção investigaram ummétodo que compreende prolongar o tempo da adição sob a forma de gotasdo cloreto de sulfurila, para facilitar o resfriamento gradual do calor gerado,ou similares. Entretanto, o método teve uma tendência de produzir uma re-dução no rendimento, e assim sendo, ele não era satisfatório. A presenteinvenção fornece um método simples e industrialmente vantajoso para pro-duzir um composto de tiazol, onde uma redução no rendimento do compostode tiazol é suprimida.
Meios para Solucionar os Problemas
A presente invenção fornece um método para produzir 2-cloro-5-cloro-metil-tiazol representado pela fórmula (1):
<formula>formula see original document page 3</formula>
compreendendo adicionar cloreto de sulfurila ao 2-halogeno-alil-isotiocianatorepresentado pela fórmula (2):
<formula>formula see original document page 3</formula>
em que Hal representa cloro ou bromo, reagindo o cloreto de sulfurila com o2-halogeno-alil-isotiocianato, onde um gás inerte para a reação é sopradopara dentro da fase líquida da reação.
Efeito da Invenção
De acordo com a presente invenção, um composto de tiazol útilcomo um intermediário para produzir fármacos e compostos agroquímicospode ser produzido por um método simples e vantajoso que é apropriadopara implementação em escala industrial, e ao mesmo tempo, uma reduçãono rendimento do composto de tiazol pode ser suprimida.Melhor Modo para Conduzir a Invenção
Na fórmula do 2-halogeno-alil-isotiocianato, Hal representa cloroou bromo. Os exemplos desse 2-halogeno-alil-isotiocianato incluem 2-cloro-alil-isotiocianato e 2-bromo-alil-isotiocianato.
O 2-halogeno-alil-isotiocianato é um composto conhecido e podeser produzido por um método conhecido. Por exemplo, o 2-halogeno-alil-isotiocianato pode ser produzido aquecendo um 2,3-dihalo-1-propeno e umtiocianato representado pela fórmula (3):
M(SCN)n (3)
em que M representa um metal alcalino, um metal alcalino-terroso, ou um salde amônio, e η representa o número atômico de M, na presença de água(vide documento n2 JP-A 9-136874).
A quantidade de cloreto de sulfurila a ser usada é usualmente0,8 a 2 mois, de preferência 1,0 a 1,5 mol, mais preferivelmente 1,0 a 1,2mol por mol de 2-halogeno-alil-isotiocianato.
A reação é usualmente conduzida em uma fase líquida usandoum solvente que não interfere com a reação. Os exemplos desse solventeincluem um hidrocarboneto aromático solvente, tais como benzeno, tolueno,xileno, mesitilona, tetralina, naftaleno ou fenantreno; um hidrocarboneto ha-logenado solvente, tal como diclorometano, dicloroetano, clorofórmio, triclo-rometano, tricloroetileno, tetracloreto de carbono, 1-clorobutano, clorobenze-no, diclorobenzeno, o-clorotolueno, ou p-clorotolueno; um hidrocarbonetoalifático solvente, tal como éter de petróleo ou ciclohexano; um éter solventetal como dimetiléter, dietiléter, dipropiléter, diisopropiléter, dibutiléter, metil t-butiléter, etilenoglicoldimetiléter, dimetoxidietiléter, tetraidrofurano ou dioxa-no; um éster solvente tal como acetato de etila, acetato de metila, carbonatode dimetila, carbonato de dietila, forrhiato de metila, formiato de etila, acetatode etoxietila, ou acetato de metoxietila; uma cetona solvente tal como aceto-na, metiletil cetona, metil isopropil cetona ou metil isobutil cetona; um solven-te de amida tal como N,N-dimetil-formamida, Ν,Ν-dietilformamida, N,N-dimetilacetamida, N-metil-pirrolidona, ou triamida hexametilfosfórico; umanitrila solvente tal como propilnitrila, um solvente de sulfóxido tal como sulfó-xido de dimetila; e um composto nitroaromático solvente tal como nitrometa-no, nitroetano ou nitrobenzeno. O solvente pode ser como um único solventeou como uma mistura de solventes. O solvente preferido é um hidrocarbone-to aromático tal como tolueno, dos pontos de vista de recuperação do sol-vente ou similares. A quantidade do solvente a ser usada é usualmente 0,1 a20 partes em peso, de preferência 0,5 a 5 partes em peso por parte em pesode 2-halogeno-alil-isotiocianato.
A reação da presente invenção é realizada em uma temperaturade usualmente -25°C a 70°C, de preferência 20°C a 50°C, adicionando clo-reto de sulfurila a uma fase líquida da reação, e ao mesmo tempo, soprandoum gás inerte para dentro da fase líquida da reação. É preferível que o clore-to de sulfurila seja adicionado em um tempo tão curto quanto possível. En-tretanto, no caso de escala industrial, o cloreto de sulfurila é adicionado du-rante um período de não mais do que 3 horas. Especificamente, por exem-plo, no caso em que o cloreto de sulfurila é adicionado na forma de gotas a40°C para dentro de um reator de 8 m3 com revestimento de vidro, umagrande quantidade de calor é gerada (28 kcal/mol são geradas para 2-halogeno-alil-isotiocianato), e o resfriamento é realizado usando um meiorefrigerante a -20°C, o tempo necessário para adicionar cloreto de sulfurilapara dentro do reator é de cerca de 6 horas. A adição do cloreto de sulfurilapode ser realizada intermitentemente, embora ela seja usualmente realizadacontinuamente. O tempo de reação fica usualmente em uma faixa de nãomais do que 3 horas a cerca de 20 horas. O tempo de reação é, de prefe-rência, 4 horas ou mais, mais preferivelmente entre cerca de 6 horas e cercade 8 horas.
Os exemplos de gás inerte a ser soprado para dentro de umafase líquida da reação incluem gás nitrogênio, gás hélio, gás neônio, gásdióxido de carbono, e similares. Dentre eles, prefere-se gás nitrogênio.A vazão do gás inerte a ser soprado é de 2 L/h ou mais para 1 kg (peso lí-quido) de 2-halogeno-alil-isotiocianato, e não há particularmente um limitesuperior, desde que o gás inerte não interfira com a reação. A vazão do gásinerte fica, de preferência em uma faixa de 8 L/h a 28 Uh. O gás inerte é so-prado usualmente para dentro da fase líquida de um líquido da reação, depreferência, no fundo da fase líquida. É preferível que o gás soprado formebolhas finas. E preferível que o tamanho de uma entrada para soprar sejapequena. As bolhas do gás soprado são finamente dispersadas agitando emuma velocidade aumentada. Portanto, caso seja realizada uma boa agitação,o produto desejado pode ser obtido com bom rendimento independentemen-te do tamanho da entrada de sopramento.
Durante a reação, a pressão de uma fase gasosa em um reatoré ajustada adequadamente dentro de um faixa de pressão que não obstrua osopramento do gás inerte para dentro do reator. A reação pode ser realizadasob pressão atmosférica, pressão reduzida ou pressão aumentada.
O sopramento do gás inerte para dentro da reação é, de prefe-rência, continuado durante a adição de cloreto de sulfurila. Além diso, depoisde completada a adição de cloreto de sulfurila, o sopramento do gás inertepara dentro da reação é, de preferência, continuado por cerca de uma hora,como um período de envelhecimento da reação.
Depois de completada a reação, o 2-cloro-5-cloro-metil-tiazol éisolado e purificado por um método conhecido, como descrito abaixo. Comoa mistura de reação contém gás de ácido clorídrico em uma quantidadeeqüimolar àquela de 2-cloro-5-cloro-metil-tiazol, por exemplo, ele pode serlavado com uma quantidade apropriada de água alcalina, para obter umacamada de óleo separada, e depois o solvente pode ser removido por con-centração sob pressão reduzida.
Alternativamente, a mistura reativa é aquecida gradualmente sobpressão atmosférica ou pressão reduzida, de preferência, sob pressão redu-zida, depois do envelhecimento da reação, para remover por destilação oácido clorídrico gasoso e um gás sulfuroso remanescente na mistura reativa,e depois o solvente pode ser removido por concentração sob pressão redu-zida.
O 2-cloro-5-cloro-metil-tiazol assim obtido pode ser isolado epurificado adicionalmente por destilação sob pressão reduzida ou cromato-grafia de coluna.
Aqui doravante, a presente invenção será descrita mais detalha-damente fazendo referência a exemplos aos quais a presente invenção nãoestá limitada. Um método interno de cromatografia gasosa padronizada (GC-IS) foi usado para as análises.
Exemplo 1
Um reator equipado com agitador, termômetro, condensador euma entrada para soprar nitrogênio foi carregado com 185,0 partes em pesode 2-cloro-alil-isotiocianato (teor de 91,5%) e 197 partes em peso de tolueno.A isto adicionou-se 190,0 partes em peso de cloreto de sufurila sob a formade gotas a 40°C durante 8 horas, e ao mesmo tempo, nitrogênio foi sopradopara dentro do líquido da reação sob agitação em uma vazão de 13,8 L/hpara 1 kg (peso líquido) de 2-cloro-alil-isotiocianato. Depois de completada aadição, a mistura reativa foi mantida a 40°C por uma hora. O consumo de2-cloro-alil-isotiocianato e o término da reação foram confirmados por análisepor GC. Depois, 60 partes em peso de água foram adicionadas sob a formade gotas à mistura reativa a 40°C. Além disso, 155 partes em peso de solu-ção aquosa de carbonato de potássio a 35% foram adicionadas sob a formade gotas para ajustar a camada aquosa para pH 5. Depois disso, a misturareativa foi deixada descansando para separação, a fim de obter 435,9 partesem peso de uma solução de 2-cloro-5-cloro-metil-tiazol em tolueno (teor:42,0%; rendimento: 86,0%, baseado em 2-cloro-alil-isotiocianato).
Exemplo 2
Um reator equipado com agitador, termômetro, condensador euma entrada para soprar nitrogênio foi carregado com 403 partes em pesode 2-cloro-alil-isotiocianato (teor de 91,5%) e 429 partes em peso de tolueno.A isto adicionou-se 426 partes em peso de cloreto de sufurila sob a forma degotas a 40°C durante 8 horas, e ao mesmo tempo, nitrogênio foi sopradopara dentro do líquido da reação sob agitação em uma vazão de 13,8 L/hpara 1 kg (peso líquido) de 2-cloro-alil-isotiocianato. Depois de completada aadição, a mistura reativa foi mantida a 40°C por uma hora. O consumo de2-cloro-alil-isotiocianato e o término da reação foram confirmados por análisepor GC. Depois, a pressão foi ajustada para 66,5 kPa, e a temperatura inter-na elevada até 80°C durante uma hora e depois mantida por 30 minutos,para remover o gás ácido remanescente no líquido da reação. Depois, olíquido da reação foi resfriado até a temperatura ambiente para obter 898partes em peso de uma solução de 2-cloro-5-cloro-metil-tiazol em tolueno(teor: 43,7%; rendimento: 84,5%, baseado em 2-cloro-alil-isotiocianato).
Exemplo Comparativo 1
Um reator equipado com agitador, termômetro, e condensadorfoi carregado com 403 partes em peso de 2-cloro-alil-isotiocianato (teor de91,5%) e 429 partes em peso de tolueno. A isto adicionou-se 426 partes empeso de cloreto de sufurila sob a forma de gotas a 40°C durante 8 horas.Depois de completada a adição, a mistura reativa foi mantida a 40°C poruma hora. O consumo de 2-cloro-alil-isotiocianato e o término da reação fo-ram confirmados por análise por GC. Depois, a pressão foi ajustada para66,5 kPa, e a temperatura interna elevada até 80°C durante uma hora e de-pois mantida por 30 minutos, para remover o gás ácido remanescente nolíquido da reação. Depois, o líquido da reação foi resfriado até a temperaturaambiente para obter 934 partes em peso de uma solução de 2-cloro-5-cloro-metil-tiazol em tolueno (teor: 33,9%; rendimento: 68,3%, baseado em2-cloro-alil-isotiocianato).
Exemplo Comparativo 2
Um reator equipado com agitador, termômetro, e condensador foicarregado com 403 partes em peso de 2-cloro-alil-isotiocianato (teor de91,5%) e 429 partes em peso de tolueno. A isto adicionou-se 426 partes empeso de cloreto de sufurila sob a forma de gotas a 40°C durante 3 horas. De-pois de completada a adição, a mistura reativa foi mantida a 40°C por 3 horas.Depois, a pressão foi ajustada para 66,5 kPa, e a temperatura interna elevadaaté 80°C durante uma hora e depois mantida por 30 minutos. Depois, o líquidoda reação foi resfriado até a temperatura ambiente para obter 934 partes empeso de uma solução de 2-cloro-5-cloro-metil-tiazol em tolueno (teor: 44,6%;rendimento: 86,0%, baseado em 2-cloro-alil-isotiocianato).Exemplo 3
Um reator equipado com agitador, termômetro, condensador euma entrada para soprar nitrogênio foi carregado com 10,1 partes em pesode 2-cloro-alil-isotiocianato (teor de 91,2%) e 10,7 partes em peso de tolue-no. A isto adicionou-se 10,7 partes em peso de cloreto de sufurila sob a for-ma de gotas a 40°C durante 7 horas, e ao mesmo tempo, nitrogênio foi so-prado para dentro do líquido da reação sob agitação em uma vazão de 13,8L/h para 1 kg (peso líquido) de 2-cloro-alil-isotiocianato. Depois de comple-tada a adição, a mistura reativa foi mantida a 40°C por duas horas. O con-sumo de 2-cloro-alil-isotiocianato e o término da reação foram confirmadospor análise por GC. Depois, a pressão dentro do reator foi ajustada para66,5 kPa, e a temperatura interna elevada até 80°C durante duas horas edepois mantida por 30 minutos, para remover o gás ácido remanescente nolíquido da reação. Depois, o líquido da reação foi resfriado até a temperaturaambiente e o tolueno foi removido sob pressão reduzida, para obter 13,2partes em peso de 2-cloro-5-cloro-metil-tiazol (teor: 76,4%; rendimento:86,5%, baseado em 2-cloro-alil-isotiocianato).
Exemplo 4
Um reator equipado com agitador, termômetro, condensador euma entrada para soprar nitrogênio foi carregado com 10,1 partes em pesode 2-cloro-alil-isotiocianato (teor de 91,2%) e 10,7 partes em peso de tolue-no. A isto adicionou-se 10,7 partes em peso de cloreto de sufurila sob a for-ma de gotas a 40°C durante 7 horas, e ao mesmo tempo, nitrogênio foi so-prado para dentro do líquido da reação sob agitação em uma vazão de 8,3L/h para 1 kg (peso líquido) de 2-cloro-alil-isotiocianato. Depois de comple-tada a adição, a mistura reativa foi mantida a 40°C por duas horas. O con-sumo de 2-cloro-alil-isotiocianato e o término da reação foram confirmadospor análise por GC. Depois, a pressão dentro do reator foi ajustada para66,5 kPa, e a temperatura interna elevada até 80°C durante duas horas edepois mantida por 30 minutos, para remover o gás ácido remanescente nolíquido da reação. Depois, o líquido da reação foi resfriado até a temperaturaambiente e o tolueno foi removido sob pressão reduzida, para obter 13,1partes em peso de 2-cloro-5-cloro-metil-tiazol (teor: 76,5%; rendimento:86,3%, baseado em 2-cloro-alil-isotiocianato).
Exemplo Comparativo 3
Um reator equipado com agitador, termômetro, e condensadorfoi carregado com 10,0 partes em peso de 2-cloro-alil-isotiocianato (teor de92,4%) e 10,7 partes em peso de tolueno. A isto adicionou-se 10,7 partesem peso de cloreto de sufurila sob a forma de gotas a 40°C durante 6 horas.Depois de completada a adição, a mistura reativa foi mantida a 40°C por du-as horas. Depois, a pressão foi reduzida gradualmente para 2,7 kPa, e umgás ácido e tolueno foram removidos sob pressão reduzida, para obter 13,8partes em peso de 2-cloro-5-cloro-metil-tiazol (teor: 55,9%; rendimento:66,3%, baseado em 2-cloro-alil-isotiocianato).
Exemplo 5
Um reator equipado com um agitador, um termômetro, um con-densador e uma entrada para soprar nitrogênio foi carregado com 190 partesem peso de 2-cloro-alil-isotiocianato (teor de 89,1%) e 197 partes em pesode tolueno. A isto adicionou-se 195 partes em peso de cloreto de sufurila soba forma de gotas a 40°C durante 8 horas, e ao mesmo tempo, nitrogênio foisoprado para dentro do líquido da reação sob agitação em uma vazão de20,9 L/h para 1 kg (peso líquido) de 2-cloro-alil-isotiocianato. Depois decompletada a adição, a mistura reativa foi mantida a 40°C por uma hora.O consumo de 2-cloro-alil-isotiocianato foi confirmado por análise por GC.Depois, a pressão foi ajustada para 66,5 kPa, e a temperatura interna eleva-da até 80°C durante uma hora e depois mantida por 30 minutos, para remo-ver o gás ácido remanescente no líquido da reação. Depois, o líquido da re-ação foi resfriado até a temperatura ambiente, para obter 433 partes em pe-so de uma solução de 2-cloro-5-cloro-metil-tiazol em tolueno (teor: 43,5%;rendimento: 86,8%, baseado em 2-cloro-alil-isotiocianato).
Aplicabilidade Industrial
De acordo com a presente invenção, na produção de um com-posto de tiazol por meio de uma reação entre 2-halogeno-alil-isotiocianato decloreto de sulfurila, que gera uma grande quantidade de calor, um compostode tiazol pode ser produzido simplesmente e vantajosamente em escala in-dustrial, e ao mesmo tempo, pode ser baixada uma redução no rendimentodo composto de tiazol.
Claims (4)
1. Método para produzir 2-cloro-5-cloro-metil-tiazol representadopela fórmula (1):compreendendo adicionar cloreto de sulfurila ao 2-halogeno-alil-isotiocianatorepresentado pela fórmula (2):<formula>formula see original document page 12</formula>em que Hal representa cloro ou bromo, reagindo o cloreto de sulfurila com o 2-halogeno-alil-isotiocianato, em que um gás inerte para a reação é sopradopara dentro da fase líquida da reação.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o gás inertepara a reação e soprado em uma vazão de 5 LVh ou mais para 1 kg de 2-halogeno-alil-isotiocianato representado pela fórmula (2).
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o gásinerte para a reação é nitrogênio.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, em que o 2-halogeno-alil-isotiocianato representado pela fórmula (2) é 2-cloro-alil-isotiocianato.
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