CN101180289A - 经取代的2-烷氧基羰基-3-氨基噻吩的制备方法 - Google Patents

经取代的2-烷氧基羰基-3-氨基噻吩的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种通过其中R1和R2具有说明书中所述含义式(II)的烯胺和/或其单或二乙酰化或者单或二甲酰化形式与氯化剂在存在一种或多种稀释剂的条件下反应，从而制备其中R1和R2均具有说明书中所述含义的通式(I)的4－烷氧基羰基－3－氨基噻吩和/或具有式(I)’的盐酸盐，和/或其单或二乙酰化或者单或二甲酰化形式的方法，以及还涉及一种制备具有式(II)的化合物的方法。

Description

经取代的2-烷氧基羰基-3-氨基噻吩的制备方法
本发明涉及一种制备经取代的4-烷氧基羰基-3-氨基噻吩的新方法，所述物质已知用作农业中的活性成分的中间产物，特别是用于经取代的除草有效的噻吩基氨基羰基三唑啉酮(参见WO01/05788)。
众所周知，通过用过氧化氢氧化和接着的酸性加工可以制得经取代的4-烷氧基羰基-3-氨基噻吩(EP-A331 919)。但是，在这些方法中所得到的产率并不完全令人满意。另外也有记载，通过3-氧杂四氢噻吩与羟胺的酸加成盐的反应生成4-烷氧基羰基-3-氨基噻吩，并且用酸来处理所得到的肟(DE-A 27 37738)或者可以原位地反应生成相应的胺的盐酸盐。但是这种反应的缺点是观察到作为不希望的副产物生成的脱羧的胺，提纯成本昂贵并且必须以大的过量使用羟胺-酸加成盐。
因此，颇为希望能够用另一种方法以较高的产率和效率制备经取代的4-烷氧基羰基-3-氨基噻吩。
本发明现已发现，如果使3-氧杂四氢噻吩与乙酸铵或甲酸铵反应生成相应的烯胺，则能成功地以很高的产率制得经取代的4-烷氧基羰基-3-氨基噻吩。当另外添加氨水时，该反应还能令人惊奇地以催化剂量的盐来进行。若只是氨水而并无添加盐，则不会有显著的生成烯胺的反应发生。接着，烯胺可以与诸如硫酰氯或氯的氯化剂反应。令人惊奇的是，尽管文献中已知四氢噻吩例如与磺酰氯在S-氯化条件下反应并形成氯络合物(例如锍盐)(JACS，1973，95，6508-6509)，然而在所述产物形成中没有显著的副产物生成。这些化合物是高反应性的并且能够例如与芳族胺反应(JACS，1973，95，6508-6509)或聚合(J.Org.Chem，1985，50，2840-2847)。
据比发现，可以很好的产率和很高纯度获得通式(I)的4-烷氧基羰基-3-氨基噻吩
Figure S2005800451556D00021
和/或其式(I)’的盐酸盐
Figure S2005800451556D00022
和/或其式(I)”的单或二乙酰化或者单或二甲酰化的形式，
其中，
R1表示任选经卤素或C1-C4烷氧基取代的具有1至6个碳原子的烷氧基，
R2表示任选经卤素或C1-C4烷氧基取代的具有1至6个碳原子的烷基，或者表示分别任选经卤素、C1-C4烷基或者C1-C4烷氧基取代的且在芳基上各具有6或10个碳原子而任选在烷基部分具有1至4个碳原子的芳基或芳烷基，和
R3表示乙酰基或甲酰基。
通过使通式(II)的烯胺
Figure S2005800451556D00024
和/或它的具有式(II)”的单或二乙酰化或单或二甲酰化形式，
Figure S2005800451556D00031
其中R1、R2和R3分别具有上述含义，
与氯化剂在存在一种或多种稀释剂的条件下反应，
在式(I)中，R1优选表示C1-C4烷氧基，特别是甲氧基、乙氧基、正-或异-丙氧基。R2优选表示C1-C4烷基，特别是甲基、乙基、正-或异-丙基。
本发明的方法特别适合用于制备具有式(Ia)的2-甲基-3-氨基-4-甲氧基羰基噻吩
Figure S2005800451556D00032
或者其具有式(Ia)’的盐酸盐，
Figure S2005800451556D00033
或者其单或二乙酰化或者单或二甲酰化的式(Ia)”。
Figure S2005800451556D00034
在本发明的方法中，通常不需要添加碱助剂。
通过烯胺与氯化剂反应，现已令人惊奇地发现一种能够允许以很好的产率和很高纯度并且在很短反应时间内制备4-烷氧基羰基-3-氨基噻吩的新方法。
在一个优选的实施方式中，很快且以较高产率形成反应产物。反应之后，可以用水和随即的过滤很容易分离从有机溶液中沉淀析出的作为盐酸盐的产物。另一替代方法是，如果使用磺酰氯或氯气，也能通过减压简单地去除溶剂和过量氧化剂而分离产物。对于产物制备而言，不必采用高过量的昂贵的试剂。
因此，本发明的方法丰富了现有技术，因为其能非常有益地制备经取代的4-烷氧基羰基-3-氨基噻吩。因此简化了基于该中间产物的除草的噻吩氨基羰基三唑啉酮的获得。
本发明方法中用作原料化合物的式(II)的烯胺优选可通过使其中R1和R2具有上述含义的式(III)的化合物
Figure S2005800451556D00041
在存在一种或多种稀释剂条件下，任选在NH3的存在下与甲酸铵，任选在NH3的存在条件下与乙酸铵，与由甲酸和NH3构成的混合物和/或与由乙酸和NH3构成的混合物反应而得到。
但是式(II)的化合物也可以如EP-A 331 919中所述那样制备。它们还可以根据原理已知的方法制备(参见例如J.Org.Chem.卷42，9册，1977)。
式(II)的胺可以按照传统方法而乙酰化或甲酰化成为相应的式(II)”的化合物。
式(III)的化合物是已知的并且可以例如根据DE-A 27 37 738中所述的方法来制备。
对于本发明经取代的烯胺与氯化剂的反应，通常要在-15℃至70℃的温度下进行，优选在-15℃至25℃温度下，特别优选-10℃至0℃。作为反应中的稀释剂，优选使用卤化的芳族或脂族烃。特别优选作为稀释剂的是二氯甲烷和氯苯。
对于本发明经取代的烯胺与氯化剂的反应，反应时间通常为1分钟至6小时，优选2至120分钟。通常以11至50重量％、20-30重量％的浓度将原料物预置入稀释剂中。
为进行本发明的方法，优选使用过量的试剂来制备式(I)的化合物。通常对于每摩尔式(II)的烯胺使用0.8至10Mol、优选1.0至1.1Mol的氯化剂。
本发明方法中作为氯化剂可使用(元素、气态的)氯或磺酰氯(SO2Cl2)。但也可以使用其他能轻易释放出氯的化合物。特别优选使用磺酰氯。
本发明的方法通常在常压下进行。但也可以在升高或降低压力条件下——通常在0.1巴与10巴之间——进行该方法。
在由式(III)的化合物制备式(II)的烯胺时，通常温度在20℃至118℃、优选在50℃至118℃之间；特别优选在相关的稀释剂的回流温度下。合适的稀释剂是中性的有机溶剂，例如C1-C4醇，特别优选是甲醇、乙醇，或者也可以是极性有机溶剂，例如丙酮或乙腈。作为稀释剂还可以混合使用前述的稀释剂和在后续反应中与氯化剂并用的稀释剂。特别优选使用甲醇和乙醇。
在式(III)的化合物反应生成式(II)的烯胺的反应中，反应时间通常为30分钟至12小时，优选20至240分钟。
为实施制备式(II)的化合物的方法，优选使用过量的试剂。通常对于每摩尔的式(III)的化合物使用0.8至10Mol、优选1.2至3.0Mol的试剂，例如甲酸铵或乙酸铵。
另一替代方案是，当在反应时间内添加NH3时也可以使用催化剂量的甲酸铵或乙酸铵。然后对于每摩尔的原料物优选使用0.1-0.8Mol的所述铵盐(或两者的混合物)和1至3Mol的NH3。
如果不直接使用甲酸铵或乙酸铵作为该反应的试剂而是乙酸和NH3或甲酸和NH3的混合物，则优选对于每摩尔原料物使用0.1至1Mol的酸和1至3Mol的NH3。
由其式(III)的形式而制备式(II)化合物的方法通常在常压下进行。但是也可以在升高或降低压力的条件下——通常在0.1巴至10巴之间——进行。
由式(III)的化合物制得的式(II)的烯胺可以在其用于本发明的步骤前进行分离。但也可以在部分、但优选完全交换了稀释剂之后，直接不经中间分离地使所得的化合物进一步与氯化剂反应。
本发明的主题还在于本发明方法步骤与上述用以制备式(II)的初始化合物的方法步骤的组合。根据本发明，用于制备式(II)的初始化合物的方法步骤本身就特别适于以高产率得到式(II)的化合物。
因此现已发现，
可以很好的产率和很高的纯度得到通式(I)的4-烷氧基羰基-3-氨基噻吩，
Figure S2005800451556D00061
和/或其式(I)’的盐酸盐，
Figure S2005800451556D00062
和/或其式(I)”的单或二乙酰化或者单或二甲酰化的形式，
Figure S2005800451556D00063
其中，
R1表示任选经卤素或C1-C4烷氧基取代的具有1至6个碳原子的烷氧基，
R2表示任选经卤素或C1-C4烷氧基取代的具有1至6个碳原子的烷基，或者表示分别任选经卤素、C1-C4烷基或者C1-C4烷氧基取代的且在芳基上各具有6或10个碳原子而任选在烷基部分具有1至4个碳原子的芳基或芳烷基，
R3表示乙酰基或甲酰基，
通过使其中R1和R2具有上述含义的式(III)的化合物
Figure S2005800451556D00064
在一种或多种稀释剂存在下，任选在NH3存在条件下与甲酸铵，任选在NH3存在条件下与乙酸铵，与甲酸和NH3的混合物和/或与乙酸和NH3的混合物反应，
并且在一种或多种稀释剂的存在下用氯化剂将其中R1和R2如上所定义的所获得的式(II)中间化合物直接或在其后乙酰化或甲酰化反应生成式(II)”的化合物。
制备实施例：
实施例1
制备式(II)的预产物
Figure S2005800451556D00072
将38.1g的1，4-脱水-2，5-二脱氧-2-(甲氧基羰基)-1-硫代戊-3-ulose(1，0.2mol，含量：91.5％)和37.9g甲酸铵(0.6mol)预置入330ml的甲醇中并接着于回流温度加热15h。减压馏去溶剂并将残留物吸收入200ml水中。两次用200mlCH2Cl2萃取，干燥(Na2SO4)合并后的有机相并馏去溶剂，得到37g的4-氨基-5-甲基-2，5-二氢噻吩-3-羧酸甲酯(2)获得(理论值的97％，含量：91％，熔点：60℃，1HNMR(400MHz，d3-CD3CN)：1.46(d，3H，J＝6.8Hz)，3.63(dd，1H，J1＝12Hz，J2＝0.9Hz)，3.64(s，3H)，3.76(dd，1H，J1＝12Hz，J2＝3.5Hz)，4.11-4.19(m，1H))。
实施例2
制备式(II)的预产物
将20g的1，4-脱水-2，5-二脱氧-2-(甲氧基羰基)-1-硫代戊-3-ulose(1，87mmol，含量：72.6％)和3.6g乙酸铵(44mmol)预置入55ml的甲醇中。加热反应混合物于回流2小时。接着在回流温度下在30min的时间段内导入1.8g氨气(105mmol)。然后在回流条件下再搅拌反应混合物7小时。类似于实施例1的方法加工。得到19.3g的4-氨基-5-甲基-2，5-二氢噻吩-3-羧酸甲酯(2)(理论值的96％，含量：73.6％)。
实施例3
制备式(II)的预产物
Figure S2005800451556D00081
在0-10℃下，经过35min将61.3g的3-巯基丙酸甲酯(3，0.5mol，含量：98％)滴加入90g的NaOMe甲于(0.5mol)中形成的30％溶液。添加之后于0-10℃温度下再搅拌10min并接着在0-5℃下经过50min计量加入63.2g的2-氯代丙酸甲酯(4，0.5mol，含量：97％)。在0-5℃下再搅拌反应混合物30min，然后添加500ml二甲苯。接着尽可能蒸馏去除甲醇。在所得的悬浮液中，经过75min于约90℃的温度下滴加99g的NaOMe在甲醇(0.55mol)中形成的30％溶液并同时再蒸去甲醇。然后在氩气氛中冷却反应混合物到80℃，然后计量加入33g乙酸(0.55mol)。结束添加后，在70℃下添加500ml的水并接着冷却至室温。相分离后再一次用250ml的二甲苯来萃取水相，接着再次用100ml的水洗涤合并后的有机相。干燥(Na2SO4)有机相并减压浓缩。用830ml甲醇和94.6g甲酸铵(1.5mol)混合残留物，然后加热到回流。12小时后在回流条件下通过进一步浓缩来进行加工。残留物吸收入500ml的水中并分别用200ml的二氯甲烷萃取三次。干燥(Na2SO4)合并的有机相。减压馏去溶剂之后得到81g的4-氨基-5-甲基-2，5-二氢噻吩-3-羧酸甲酯(2)(经所有步骤，理论值的68％，含量：72.5％)。
实施例4
制备式(II)的预产物
类似于实施例3，利用氯苯代替二甲苯也可以进行反应。产率与在二甲苯中进行的反应一样。
实施例5
Figure S2005800451556D00082
将80.7g的4-氨基-5-甲基-2，5-二氢噻吩-3-羧酸甲酯(2)(338mmol，含量：72.6％)溶于88ml氯苯中并冷却到-10℃。于-10至0℃的温度下经1小时向该溶液中滴加入50.2g磺酰氯(372mmol)在59ml氯苯中形成的溶液。接着再在-10至0℃下搅拌反应混合物1小时，然后加热到室温。减压浓缩反应混合物进行加工。得到95g的4-氨基-5-甲基噻吩-3-羧酸甲酯盐酸盐(5)(理论值的96％，含量：58.7％，以游离胺确定)。产品的表征在采用NaHCO3溶液释放了胺之后进行(熔点：65℃；1H NMR(400MHz，d3-DMSO)：2.62(s)，4.25(s)，5.18(bs)，8.22(s))。
胺的盐酸盐：1H NMR(400MHz，d6-DMSO)：2.44(s)，3.83(s)，8.21(s)。
实施例6
将11.5g的4-氨基-5-甲基-2，5-二氢噻吩-3-羧酸甲酯(2)(60mmol，含量：90％)溶于25ml的CH2Cl2中并冷却到-10℃。于-10至0℃的温度下经过2h向该溶液中滴加入8.9g磺酰氯(66mmol)在10mlCH2Cl2中形成的溶液。接着再在-10至0℃下搅拌反应混合物1小时，然后加热到室温。减压浓缩反应混合物进行加工。得到14.7g的4-氨基-5-甲基噻吩-3-羧酸甲酯盐酸盐(5)(89％理论值，含量：62.5％，以游离胺确定)。
实施例7
将5.6g的4-氨基-5-甲基-2，5-二氢噻吩-3-羧酸甲酯(2)(30mmol，含量：93％)溶于30ml的CH2Cl2中。室温下经过60min向该溶液中导入2.3g的氯(33mmol)。接着再搅拌反应混合物12小时，然后减压浓缩进行加工。得到7.2g的4-氨基5-甲基噻吩-3-羧酸甲酯盐酸盐(5)(59％理论值，含量：42％，以游离胺确定)。

Claims (10)

1.通式(I)的4-烷氧基羰基-3-氨基噻吩
和/或其式(I)’的盐酸盐
Figure S2005800451556C00012
和/或其式(I)”的单或二乙酰化或者单或二甲酰化形式的制备方法，
Figure S2005800451556C00013
其中，
R1表示任选经卤素或C1-C4烷氧基取代的具有1至6个碳原子的烷氧基，
R2表示任选经卤素或C1-C4烷氧基取代的具有1至6个碳原子的烷基，或者表示分别任选经卤素、C1-C4烷基或者C1-C4烷氧基取代的且在芳基上各具有6或10个碳原子而任选在烷基部分具有1至4个碳原子的芳基或芳烷基，和
R3表示乙酰基或甲酰基，
其特征在于，
使通式(II)的烯胺
Figure S2005800451556C00014
和/或其式(II)”的单或二乙酰化或者单或二甲酰化形式与氯化剂在存在一种或多种稀释剂的条件下反应，
Figure S2005800451556C00021
其中R1、R2和R3各具有上述含义。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在式(I)中，
R1表示C1-C4烷氧基，
R2表示C1-C4烷基和
R3表示乙酰基或甲酰基。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，反应在-15℃至25℃的温度下进行。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，稀释剂选自溶剂氯苯或二氯甲烷。
5.如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，于在前的方法步骤中由其中R1和R2具有权利要求1中所述含义的式(III)的化合物，
Figure S2005800451556C00022
通过在一种或多种稀释剂存在下，任选在NH3存在条件下与甲酸铵，任选在NH3存在条件下与乙酸铵，与由甲酸和NH3构成的混合物和/或与由乙酸和NH3构成的混合物反应，直接得到式(II)的烯胺或者关于其式(II)”的乙酰化形式的前体。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，不分离于在前方法步骤中所制得的烯胺。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氯化剂是磺酰氯。
8.制备式(II)化合物的方法，
Figure S2005800451556C00031
其中，
R1表示任选经卤素或C1-C4烷氧基取代的具有1至6个碳原子的烷氧基，和
R2表示任选经卤素或C1-C4烷氧基取代的具有1至6个碳原子的烷基，或者表示分别任选经卤素、C1-C4烷基或者C1-C4烷氧基取代的且在芳基上各具有6或10个碳原子而任选在烷基部分具有1至4个碳原子的芳基或芳烷基，
其特征在于，
使其中R1和R2具有上述含义的式(III)的化合物，
Figure S2005800451556C00032
在一种或多种稀释剂存在下，任选在NH3存在条件下与甲酸铵，任选在NH3存在条件下与乙酸铵，与由甲酸和NH3构成的混合物和/或与由乙酸和NH3构成的混合物反应。
9.如权利要求5或8所述的方法，其特征在于，使式(III)的化合物与NH3在存在催化量的甲酸铵或乙酸铵的条件下反应。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，作为催化量使用0.1-0.8Mol的铵盐。
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