CN1630647A - 由磺酰卤制备经取代苯磺酰脲的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化合物(I)或其盐类的制备方法，其中Q、X*、Y、Z、R、R1、R2及R3是如权利要求1所定义，其特征在于，(a)氨解化合物(II)，其中Hal＝卤素原子而得到(III)，优选(a1)在有机溶剂混合物(有机溶剂混合物)中进行反应，所述有机溶剂混合物含(1)任选卤化的芳族烃类[溶剂(1)]及(2)极性非质子传递溶剂[溶剂(2)]，其中溶剂(1)∶溶剂(2)的重量比例是20∶1至1∶1，(b)用式(IV)的异氰酸苯基磺酰酯将化合物(III)光气化；优选(b1)在X*＝卤素的情形下，在有机溶剂中，在异氰酸酯R′－NCO作为催化剂存在下，其中R′＝(经取代)烃基，加入或不加入胺碱，用光气进行反应，(c)使所得的化合物(IV)在有机溶剂中与氨基杂环H2N－Het(Het＝如同(I)中的杂环)反应而得到化合物(I)或其盐类，优选(c1)在沸点高于110℃的任选卤化的芳族烃类及极性非质子传递溶剂的溶剂混合物中进行反应，其中，在此方法中进行优选的分步骤(a1)至(c1)的至少一个。

Description

由磺酰卤制备经取代苯磺酰脲的方法
本发明涉及制备除草剂苯磺酰脲及其中间体的化合物的化学方法的技术范围。
多种经取代苯磺酰脲经揭示作为除草剂及植物生长调节剂，在苯磺酰脲族群中，合成在苯环上含羧基或羧酸衍生物基团的化合物特别有挑战性，有价值的是得知自EP-A-007687或WO-A-92/13845的式(I)或其盐类的化合物，
其中
Q是氧、硫或-N(R4)-，
X*是氢、卤素、氰基、硝基、(C1-C3)-烷基或甲氧基，优选是氢或碘，尤其是碘，
Y、Z彼此独立地是CH或N，其中Y及Z不同时是CH，
R是氢、(C1-C12)-烷基；(C2-C10)-烯基；(C2-C10)-炔基；(C1-C6)-烷基，其经选自包括卤素、(C1-C4)-烷氧基、(C1-C4)-烷硫基、CN、[(C1-C4)-烷氧基]羰基及(C2-C6)-烯基的基团单-至四取代；或(C3-C8)-环烷基，其为未经取代或经选自包括(C1-C4)-烷基、(C1-C4)-烷氧基、(C1-C4)-烷硫基及卤素的基团取代；(C5-C8)-环烯基；苯基-(C1-C4)-烷基，其在苯基是未经取代或在苯基经选自包括卤素、(C1-C4)-烷基、(C1-C4)-烷氧基、(C1-C4)-卤烷基、(C1-C4)-烷硫基、[(C1-C4)-烷氧基]羰基、[(C1-C4)-烷基]羰氧基、甲酰氨基(Carbonamid)、[(C1-C4)-烷基]羰基氨基、[(C1-C4)-烷基]氨基羰基、二[(C1-C4)-烷基]氨基羰基及硝基的一或多个基团取代；或为式A-1至A-10的基团
其中
X是O、S、S(O)或SO2；
R1是氢或(C1-C3)-烷基；
R2是氢、卤素、(C1-C3)-烷基或(C1-C3)-烷氧基，其中两个最后提到的基团各是未经取代或经卤素或(C1-C3)-烷氧基单或多取代；
R3是氢、卤素、(C1-C3)-烷基、(C1-C3)-烷氧基或(C1-C3)-烷硫基，其中三个最后提到的基团各是未经取代或经卤素单或多取代或经(C1-C3)-烷氧基或(C1-C3)-烷硫基单或二取代；或是式NR5R6的基团、(C3-C6)-环烷基团、(C2-C4)-烯基、(C2-C4)-炔基、(C3-C4)-烯氧基或(C3-C4)-炔氧基；
R4是氢、(C1-C4)-烷基或(C1-C4)-烷氧基；且
R5及R6彼此独立地是氢、(C1-C4)-烷基、(C3-C4)-烯基、(C1-C4)-卤烷基或(C1-C4)-烷氧基。
化合物(I)的盐类为优选的化合物，其中磺酰脲的SO2NH基团的氢原子经阳离子取代，优选是生理上可接受的和植物保护中可使用的阳离子，尤其是碱金属或碱土金属阳离子或任选经取代的铵离子，包括季铵离子，阳离子的实例是钠、钾及铵离子。
形成式(I)化合物的盐类可经由将合适的无机或有机酸例如HCl、HBr、H2SO4或HNO3或者是草酸或磺酸加成至碱基，例如氨基或烷氨基上而进行，存在为去质子化形式的合适的取代基例如磺酸或羧酸，可与可质子化的基团例如氨基形成内盐。
经由使用农业上合适的阳离子取代合适的官能团例如羧基的氢也可能形成盐类，这些盐类是例如金属盐类，尤其是碱金属盐类或碱土金属盐类，尤其是钠及钾盐，或者是铵盐、与有机胺的盐类或季铵盐。
特别有价值的是式(I)化合物或其盐类，其中式-CO-Q-R相邻于磺酰脲(I)的磺酰基，优选的是化合物(I)或其盐类，其中Q＝氧原子，X*＝氢或卤素，优选是碘，R＝(C1-C4)-烷基；(C2-C4)-烯基；(C2-C4)-炔基；(C1-C4)-卤烷基或(C1-C4)-烷氧基(C1-C4)-烷基，优选是甲基或乙基，尤其是甲基，更优选化合物(I)及其盐类，其中式-CO-Q-R基团相邻于磺酰脲的磺酰基，X*＝卤素，优选是碘，且X*是对位于式-CO-Q-R的基团。
根据WO-A-92/13845，已知从经适当取代的异氰酸苯基磺酰酯经由与杂环胺类例如2-氨基-4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪或2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶反应而制备化合物(I)或其盐类，异氰酸苯基磺酰酯本身可得自例如从对应的苯基磺酰氯经由氨解成磺酰胺并经由标准方法将磺酰胺转化成异氰酸磺酰酯。
为进行氨解可例如将磺酰氯溶解在有机溶剂例如四氢呋喃(THF)，并加入气态氨(见WO-A-92/13845)。
用于从所得的苯基磺酰胺制备异氰酸苯基磺酰酯的合适的标准方法是依序用亚硫酰氯及光气处理苯基磺酰胺，如果适当时在催化量的碱例如吡啶存在下进行，见WO-A-92/13845的实例11，或者是苯基磺酰胺也可与异氰酸烷基酯反应并使用位阻胺碱作为催化剂，得到对应经取代的N-烷基-N′-苯基磺酰脲，然后将其光气化成经取代的异氰酸苯基磺酰酯，也见WO-A-92/13845的实例12，也描述了相当的反应供不同结构的苯基-或杂芳基磺酰胺用于制备异氰酸磺酰酯，见例如US-A-4,647303，EP-A-4602942，EP-A-0184385、EP-A-0727423。
也已知芳基-或杂芳基磺酰胺与光气在异氰酸烷基酯或异氰酸环烷基酯存在下及如果适当时在位阻胺碱存在下的直接反应(US-A-4,647303、EP-A-0584043、EP-A-0030138、EP-A-0184385)。
WO-A-96/06826揭示一种将苯基磺酰胺光气化的方法，其中部分在苯环上也有邻位-烷酯基，为了得到对应经取代的异氰酸苯基磺酰酯，经由与光气在含异氰酸丁酯及叔胺例如DABCO及/或含经取代的异氰酸磺酰酯的催化剂存在下反应，在一个实例中，使用的催化剂是异氰酸正丁酯结合来自先前批次的少量最终产物(经取代的异氰酸磺酰酯)作为辅助催化剂，在此优选的方式中，持续有过量的光气，以使用的磺酰胺为基准。
但是用于制备苯基磺酰胺、异氰酸苯基磺酰酯及式(I)化合物的上述已知方法，在化学产率、时空产率及/或所需的装备费用方面不能令人满意，例如在苯基磺酰脲在苯基的2-位置含烷酯基的情形下，在氨解过程中形成副产物例如对应的糖精衍生物。
在对应经取代的N-烷基-N′-苯基磺酰脲的光气化中，通常形成大量经取代的N，N′-双(苯基磺酰基)脲作为副产物，而且此光气化方法需要相当长的反应时间，尤其是对于启动阶段(启动光气化)，经由已知方法制备N-烷基-N′-苯基磺酰脲需要位阻胺碱，其使用及去除伴随着技术及经济花费。
迄今只有少数方法揭示用于优选制备异氰酸苯基磺酰酯(其在苯基经X*＝卤素取代，优选是碘)(见WO-A-92/13845)，迄今尚未知哪些方面可用于改善此化合物的制备，尤其是由于这些化合物的特定结构特性，例如在经取代苯基上的位阻及反应性，只有少数结果可预期类似于使用不同结构芳基-或杂芳基磺酰胺的方法。
所得的异氰酸磺酰酯与杂环胺类反应而得到式(I)化合物可根据已知方法经由不同途径进行。
通常，异氰酸苯基磺酰酯与氨基嘧啶或氨基三嗪的反应可在有机溶剂中进行，建议用于此目的的溶剂是极性非质子传递溶剂例如THF及乙腈(见例如EP-A-0030138，14-15页)。
SU 1233456(1996)揭示在非质子传递有机溶剂中使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)供偶合氨基三嗪与异氰酸芳基磺酰酯，在NMP在溶剂二甲苯中的比例是从1至20％时，在2至4小时的反应时间内达约80至82％的产率，此产率在工业规模的应用上并不令人满意。
根据US-A-04647303及US-A-04602942，使用DABCO加速偶合反应，在工业规模上使用1，4-二氮杂二环[2，2，2]辛烷(DABCO)是不利的，因为除了反应物外必须用它并在反应后需在特定的费用下将其去除。
因此本发明的目的是提供一种替代的方法，其与已知方法比较，可有利地在一个方面且优选是多个方面进行。
本发明提供一种方法用于制备上述式(I)的苯基磺酰脲及其盐类，其包括
a)将式(II)化合物
其中Hal是卤素原子，优选是氯、溴或碘，尤其是氯，且R、Q及X*相同于在式(I)的定义，经由用氨进行氨解而形成式(III)化合物
其中R、Q及X*相同于在式(I)的定义，
优选
(a1)在有机溶剂混合物中进行反应，该有机溶剂混合物含
(1)一或多种任选卤化的芳族烃类，例如二甲苯、甲苯、氯苯或二氯苯[溶剂(1)]，及
(2)一或多种极性非质子传递溶剂[溶剂(2)]，优选包括腈类例如乙腈及酯类，优选是(C1-C2)烷基羧酸(C1-C6)烷基酯，例如醋酸乙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸正戊酯及其他醋酸戊酯，及醚类例如四氢呋喃(THF)或1，2-二甲氧基乙烷(DME)，酰胺类例如二甲基甲酰胺(DMF)，酮类例如丙酮、甲基乙基酮或甲基异丁基酮(MIBK)，及二或多种极性溶剂的混合物，
溶剂(1)∶溶剂(2)的重量比例是20∶1至1∶1，优选是10∶1至1.4∶1，尤其是将化合物(II)在溶剂(1)或溶剂(1)与溶剂(2)的溶剂混合物中的溶液添加至氨在溶剂(2)的浓缩或饱和溶液而进行上述优选反应，
(b)在有或无中间体分离下使所得的化合物(III)与光气反应而得到式(IV)的异氰酸苯基磺酰酯
其中R、Q、及X*相同于在式(I)的定义，
优选
(b1)在X*＝卤素，尤其是X*＝碘的情形下，在有机溶剂中，在式R′-NCO的异氰酸酯作为催化剂存在下，其中R′是烃基，其系未经取代或经取代且包括优选从1至20个碳原子，尤其是从1至16个碳原子，或多种这些异氰酸酯的混合物作为催化剂，优选是一或多种异氰酸酯，其选自异氰酸N-烷基酯、异氰酸N-环烷基酯及异氰酸N-芳酯，例如异氰酸N-(C1-C12)烷基酯，选自异氰酸甲酯、异氰酸乙酯、异氰酸正丙酯、异氰酸异丙酯、异氰酸正-、异-、仲-或叔丁酯、异氰酸戊酯、异氰酸己酯、异氰酸庚酯、异氰酸环己酯及异氰酸苯酯，尤其是异氰酸正丁酯或异氰酸环己酯，
加入或优选不加入胺碱或其他碱作为辅助催化剂，尤其是在先加入一定量式(IV)的异氰酸磺酰酯的条件下而开始反应，
(c)在有或无中间体分离下使所得的化合物(IV)在有机溶剂中与式(V)的胺反应，
Figure A0081344800161
其中R1、R2、Y及Z相同于在式(I)的定义，
得到式(I)的磺酰脲或其盐类，
优选
(c1)在沸点高于110℃的任选卤化的芳族烃类及极性非质子传递溶剂的溶剂混合物中进行反应，优选是二甲苯/醋酸乙酯或二甲苯/乙腈，
其中在此方法中进行优选的分步骤(a1)、(b1)及(c1)的至少一个。
本发明也提供此方法的新颖分步骤(a1)与(c1)及分步骤(b1)如果X*＝卤素，尤其是X*＝碘，及其多步组合步骤方法或对应的单釜法。
在式(I)至(V)及全部后续结构式的定义中，烷基、烷氧基、卤烷基、卤烷氧基、烷氨基与烷硫基以及对应不饱和及/或经取代基团在各情形下在碳链中可为直链或支链。
除非特别指出，在这些基团中优选是低碳碳链，例如含1至6个碳原子，尤其是1至4个碳原子，或在不饱和基的情形下含2至6个碳原子，尤其是2至4个碳原子，烷基以及在组合的意义中例如烷氧基、卤烷基等，是例如甲基、乙基、正-或异丙基、正-、异-、叔-或2-丁基、各种戊基、各种己基例如正己基、异己基及1，3-二甲基丁基、各种庚基例如正庚基、1-甲基己基及1，4-二甲基戊基；烯基及炔基具有对应于烷基且含至少一个双键或三键的可能的不饱和基团的意义，优选含一个双键或三键，烯基是例如烯丙基、1-甲基丙-2-烯-1-基、2-甲基丙-2-烯-1-基、丁-2-烯-1-基、丁-3-烯-1-基、1-甲基丁-3-烯-1-基及1-甲基丁-2-烯-1-基；炔基是例如炔丙基、丁-2-炔-1-基、丁-3-炔-1-基、1-甲基丁-3-炔-1-基。
环烷基是碳环饱和环系统，优选含3-8个碳原子，更优选含3至6个碳原子，例如环丙基、环丁基、环戊基或环己基。
卤素是例如氟、氯、溴或碘，在基团定义中，“卤素”系指卤素，也就是卤素原子，卤烷基、-烯基及-炔基分别是烷基、烯基及炔基部分或全部经卤素取代，优选经氟、氯及/或溴取代，尤其是经氟或氯取代，例如单卤烷基(＝单卤代烷基)、全卤烷基、CF3、CHF2、CH2F、CF3CF2、CH2FCHCl、CCl3、CHCl2、CH2CH2Cl；卤烷氧基是例如OCF3、OCHF2、OCH2F、CF3CF2O、OCH2CF3及OCH2CH2Cl；此适用于对应的卤烯基及其他经卤素取代的基团。
芳基是碳环芳族系统，例如单-、二-或多环芳族系统，例如苯基、萘基、四氢萘基、茚基、二氢茚基、并环戊二烯基、芴基等，优选是苯基。
烃基[见例如在步骤(b1)中R′的定义]只含碳原子及氢原子且可为直链、支链或环状、饱和、不饱和或芳族，或可含上述相同或不同烃基的组合，“烃基”包括例如烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、环烷基烷基、环烯基烷基、芳基，例如苯基或萘基、苄基、苯乙基等，烃基优选含1至30个碳原子，尤其是1至24个碳原子，除非另外定义。
如果结构经从基团列举或基团的一般定义基团中的“一或多个基”取代，此在各情形下包括同时经多个相同及/或不同结构的基团取代。
经取代的基团例如经取代的烃基，例如经取代的烷基、烯基、炔基、芳基、苯基或苄基，代表从未经取代的结构衍生的经取代基团，取代基是例如一或多个，优选是1，2或3个，选自包括卤素、烷氧基、烷硫基、羟基、氨基、硝基、羧基、氰基、叠氮基、烷氧羰基、烷基羰基、甲酰基、氨基甲酰基、单-及二烷氨基羰基、经取代的氨基例如酰氨基、单-及二烷氨基、烷基亚磺酰基及烷基磺酰基，且在环状基团的情形下，也包括烷基、卤烷基、烷硫基烷基、烷氧基烷基、任选经取代的单-及二烷氨基烷基与羟基烷基。
优选的取代基是选自卤素、烷氧基、烷硫基、羟基、氨基、硝基、氰基、单-及二烷氨基，且在环状基的情形下，也包括烷基及卤烷基，在术语“经取代的基团”例如经取代的烃基，例如经取代的烷基等中，除了上述饱和的烃基外，这包含对应的不饱和脂族及芳族基团作为取代基，例如任选经取代的烯基、炔基、烯氧基、炔氧基、苯基、苯氧基等，在环中含脂族部分的经取代环状基团的情况下也包括取代基经由双键连接至环的环状系统，例如经由烷叉例如甲叉或乙叉取代者。
列举的取代基(“第一层取代基”)如果其包括含烃基部分，如果适当时在这些部分(“第二层取代基”)可再经取代，例如经由其中一个第一层取代基定义的取代基，也可能有进一步对应取代基层，术语“经取代的基团”优选只包括一或两个取代基层，对于列举的取代基，在各情形下优选是对于上述含烃基部分的基团所提及的优选的碳原子数。
式(II)化合物为已知或可经由已知方法制备，关于此点，特别的参考文献是EP-A-007687与WO-A-92/13845及其中提到的文献，关于其中提到的方法步骤及优选的式(I)化合物及其前体成分，WO-A-92/13845的内容并入本说明书以作为参考。
对于制备方法特别优选的是式(II)化合物，其中Q＝氧原子，X*＝氢或卤素，优选是碘，R＝(C1-C4)-烷基、(C2-C4)-烯基、(C2-C4)-炔基、(C1-C4)-卤烷基、或(C1-C4)-烷氧基(C1-C4)-烷基，优选是甲基或乙基，尤其是甲基，且Hal＝氯。
磺酰氯(II)的氨解可根据例如在化学教科书或WO-A-92/13845中揭示用于氨解的惯用方法进行，惯用的方法包括使用氨气，将其加入磺酰氯(II)在有机溶剂的溶液中，合适的有机溶剂是例如极性非质子传递溶剂，例如THF或丙酮，反应通常在室温下进行，处理时，形成的氯化铵必须从产物分离，此可经由本领域技术人员已知的多种方法达成。
在WO-A-92/13845揭示的氨解方法中，使用THF作为单独的溶剂，对于相对大量及工业规模下，此方法无法满意地进行，因此通常达到的产量低于80％理论值，主要是由于形成副产物，例如经由分子内反应形成的糖精(衍生物)。
本发明提供一种用于氨解的改良方法，具体地说是根据上述优选变化(a1)的方法，根据本发明，反应是在溶剂(1)与溶剂(2)的溶剂混合物(溶剂(1)∶溶剂(2)的重量比例是20∶1至1∶1，优选是10∶1至1.4；1)进行，此相当于任选卤化的芳族烃(其中加入从5至100重量％，优选是10-71重量％极性溶剂(2))的混合物，也根据本发明的是一种方法，其中反应是用溶剂(1)或(2)或溶剂混合物先开始，其中溶剂(1)或(2)的比例不是在根据本发明的重量比例范围内，只要在反应过程中加入非极性或极性溶剂，导致得到根据本发明的比例。
特别优选的溶剂(1)是二甲苯，优选的极性溶剂(2)是乙腈、醋酸乙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、四氢呋喃、1，2-二甲氧基乙烷(DME)、二甲基甲酰胺、甲基乙基酮、甲基异丁基酮及二或多种极性溶剂的混合物，尤其是乙腈或醋酸乙酯。
例如可先将化合物(II)加入溶剂(1)与(2)的混合物并以溶液或气体加入氨，或者是将化合物(II)先加入溶剂(1)并以在溶剂(2)中的溶液加入氨，另外也可先将氨以溶液加入并将化合物(II)的溶液加入，连续加入其中一种反应成份或分批加入都合适，也可同时连续或每次一部分将两种成份加入至反应容器。
优选将化合物(II)在溶剂(1)或溶剂(1)与(2)的溶剂混合物中的溶液添加至氨在溶剂(2)的浓缩或饱或溶液来进行反应，特别优选在反应过程中经由通入氨气而补足消耗的氨，以使反应溶液一直饱和以氨或含高浓度的氨。
氨解的反应温度范围是例如从-20℃至使用溶剂或溶剂混合物的沸点，优选的范围是从0℃至+80℃，特别优选的范围是从20℃至60℃。
反应可在大气压力下进行，但是也可在减压或加压下进行。
氨解后所得的化合物(III)(苯基磺酰胺)，在有或无中间体分离下，可使用光气转化而得到式(IV)的异氰酸苯基磺酰酯，适用于反应的条件是从磺酰胺制备异氰酸苯基磺酰酯的惯用条件，例如先前提到并得知自WO-A-92/13845在催化量的碱例如吡啶存在下用亚硫酰氯及光气依序处理苯基磺酰胺。
或者是，根据已知方法，苯基磺酰胺可与异氰酸烷基酯在位阻有机碱例如1，8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)、1，4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(DABCO)或1，5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯(DBN)作为催化剂存在下反应，得到N-烷基-N’-苯基磺酰脲，其随后与光气反应而得到经取代异氰酸苯基磺酰酯，见WO-A-92/13845的实例12，在单釜方法中的类似直接反应揭示在EP-A-0030138。
但是在制备式(IV)的异氰酸苯基磺酰酯，其中X*＝卤素，优选是碘，优选这样的化合物(IV)，其中-CO-Q-R基是相邻于异氰酸磺酰酯基且尤其是这样的化合物(IV)，其中X*＝卤素是对位于-CO-Q-R基，上述已知方法通常不能得到所要的产率及纯度。
根据本发明，经由根据优选步骤(b1)使式(III)经适当取代的苯基磺酰胺与光气在有机溶剂中及在作为催化剂的上述式R’-NCO的异氰酸酯存在下，有或优选没有添加胺碱或其他碱作为辅助催化剂下反应而得到对应式(IV)的异氰酸磺酰酯，可避免制备优选化合物(IV)的上述已知方法的缺点。
优选是没有添加位阻胺碱的方法，因为否则胺碱必须在特别费用下从产物去除。
适用于光气化反应的有机溶剂是例如在反应情形下惰性的非质子传递有机溶剂，优选是
-任选经卤化的有机烃，例如甲苯、二甲苯、菜、氯苯、氯甲苯或二氯苯，
-选自烷基羧酸烷基酯的极性非质子传递溶剂，优选选自(C1-C2)烷基羧酸(C1-C6)烷酸，例如醋酸乙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸正戊酯及其他醋酸戊酯，
及二或三种上述溶剂的混合物。总方法的步骤(a)及(b)优选使用相同的溶剂或溶剂混合物。
式R’-NCO的异氰酸酯对式(III)化合物的比例可在大范围内变化，从5至100摩尔％，优选从10至50摩尔％式R’-NCO的异氰酸酯，以使用的式(III)的磺酰胺为基准。
通常，反应最初会延迟，令人惊奇地发现反应速率在开始时可大幅增加，如果先加入一定量的异氰酸磺酰酯，优选使用催化量将要制备的式(IV)的异氰酸磺酰酯，合适的量可经由预先的实验测定，通常先加入从5至20摩尔％的化合物(IV)，以磺酰胺(III)的量为基准，足以实质上防止延迟开始反应。
对于光气化作用，可例如先加入在有机溶剂中的化合物(III)以及式R’-NCO的异氰酸酯，并通入光气，或者是，先加入在有机溶剂中的异氰酸酯，随后通入光气并同时、连续或分批加入式(III)的磺酰胺，在最后提到的方法中，反应过程中的磺酰胺浓度相当低，因此降低副产物的量，优选的方式是其中式R′-NCO的异氰酸酯及部分异氰酸磺酰酯(IV)先加入有机溶剂中，随后导入光气。
光气化作用的反应温度范围是例如从50℃至使用溶剂的沸点，优选的范围是从100℃至使用溶剂的沸点，尤其是从100至180℃，非常特别是从120至140℃。
反应可在大气压力、增压或减压下进行，光气分压范围宜为0.2至20巴，优选从1至6巴。
为了得到化合物(III)的最佳可能转化，每摩尔式(III)化合物优选使用从1至4摩尔的光气，尤其是从1至2.5摩尔，在反应过程中，全部时间优选存在过量的光气，在反应混合物中的光气含量优选是2重量％，尤其是超过5重量％。
对于反应混合物的处理，产物(IV)可经由惯用的方法分离，或者是优选去除过量的光气及式R’-NCO的异氰酸酯后，直接使用反应混合物转化成化合物(I)(偶合反应)，根据本发明方法具有的一个优点是工业化处理简单，即经由蒸馏部分溶剂，如果适当在减压下进行，可同时去除过量的光气及式R’-NCO的异氰酸酯。
使用根据本发明的光气化作用(b1)，通常达到产量大于90％理论值的化合物(IV)，令人惊奇的是对于具有位阻需求基团(X*＝氯、溴、碘)的化合物(III)(其容易进行副反应)的光气化作用也是如此。化合物(IV)可经由优选的方法制备，而不是非得使用作为催化剂的胺碱，纯度足够高可用于进一步加工，可以省略去除催化剂或对应的盐类及基处理，使用的溶剂可在简单的方式下工业化分离并在其他批次重复使用，因为上述特色，此方法无论是在经济或生态上都有利。
根据本发明的光气化作用也是用于制备式(IV)化合物的优选方法，其中X*具有不是卤素的定义。
根据步骤(b)所得的化合物(IV)在有或无中间体分离下，在有机溶剂中可用上述式(V)的胺转化成式(I)的磺酰脲或其盐类。
通常，异氰酸苯基磺酰酯与氨基嘧啶或氨基三嗪的反应可在有机溶剂中进行，建议的溶剂通常是极性非质子传递溶剂例如THF及乙腈(见例如EP-A-0030138，14-15页)，但是就达到的反应速率、产率及纯度而言，与式(IV)化合物及式(V)胺类的反应经常不令人满意，经由加入催化剂例如位阻胺碱，可能增加速率并降低反应时间，但是反应后必须将这些分离(见开头提到的文献资料)。
根据本发明，经由在含沸点大于110℃，优选是120-200℃，尤其是130至180℃的任选卤化芳族烃类及极性非质子传递溶剂的溶剂混合物中进行反应，其中非极性溶剂对极性溶剂的重量比例范围是从20∶1至1∶10，尤其是从10∶1至1∶5，非常特别是从5∶1至1∶1，可以避免上述的缺点。
合适的相对非极性溶剂是甲苯、二甲苯、氯苯或二氯苯或其混合物，优选是邻-、间或对-二甲苯或通常工业级的二甲苯(工业用二甲苯混合物)。
优选的极性非质子传递溶剂是上述用于方法步骤(a)的极性溶剂，尤其是醋酸烷基酯或乙腈，优选是二甲苯/醋酸乙酯或二甲苯/乙腈的混合物。
反应优选在温度范围从0至100℃进行，优选从20至80℃，尤其是从40至70℃。
每摩尔式(IV)的异氰酸磺酰酯优选使用从1至1.2摩尔，尤其是从1至1.1摩尔，非常特别是从1至1.05摩尔式(V)的胺。
使用变例(c1)的方法，其系根据本发明的优选方法，可以使用等量或实质上等量的化合物(IV)及(V)，如果选用其他溶剂，例如如果使用一种溶剂代替根据本发明使用的溶剂混合物，转化通常不完全或必须使用大大过量的化合物(V)而达成化合物(IV)的转化，而且如果其中只有使用一种溶剂，反应速率经常令人不满意地低，相反地，根据本发明的方法在大部分情形下得到具有极佳产率及纯度的产物。
来自偶合的反应混合物的处理可经由惯用方法进行，式(I)的磺酰脲分离为非盐类或与碱反应后的盐类。
特别优选的方法是其中组合进行优选的方法步骤(a1)、(b1)及(c1)，如果使用相同的溶剂混合物，有可能进行单釜反应。
在下列实例中，除非另有明确说明，叙述的量是以重量为基准。
实施例1a
2-氨基磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯
在18-22℃。将总共是9.1克的气态氨加入73克2-氯磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯(98.7％)在189克二甲苯及150克乙腈的溶液，历经1小时，然后在搅拌下使氮气通过悬浮液历经1小时，经由在减压下蒸馏少量溶剂而将残留的氨去除，将混合物加热至回流并趁热过滤，用新鲜的乙腈将残留物蒸煮消耗，将合并的过滤液蒸馏浓缩并过滤冷的残留物，得到66.8克白色针状的2-氨基磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯。
实施例1b(比较实例)
如果根据实施例1a的反应是在纯二甲苯而不是二甲苯/乙腈混合物中进行，经6小时的反应时间且其他条件相同，得到56.6克产量的2-氨基磺酰基-4-碘苯甲酸甲酸，纯度只有83.3％(产量是69.1％的理论值)。
实施例2a
2-氨基磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯
在搅拌下，历经4小时，将144.2克的2-氯磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯在217.4克二甲苯及150克醋酸乙酯的溶液在35至37℃计量加入至氨在醋酸乙酯(156.5克)的饱和溶液，同时将总共是16.7克的氨以其消耗速率导入，将混合物再搅拌1小时，经由减压下的蒸馏将过量的氨去除，将混合物加热至回流并趁热过滤，用沸腾的醋酸乙酯将滤饼蒸煮消耗，然后将大部分的醋酸乙酯蒸馏去除，并将产物在二甲苯中的残留悬浮液冷却至20℃，过滤并在减压下干燥，得到132.2克的2-氨基磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯(纯度99.3％)。
实施例2b(实例比较)
如果根据实施例2a的反应是在二甲苯/甲醇(4∶1)中进行，其他条件相同，处理后得到产量是118.8克且纯度是71％的2-氨基磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯(产量是62％的理论值)。
实施例3
2-氨基磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯
重复实例2a，但是使用磺酰氯在300克二甲苯及75克醋酸乙酯中的溶液代替磺酰氯在217.4克二甲苯及150克醋酸乙酯中的溶液，此得到130克的2-氨基磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯(纯度99％)。
实施例4
2-氨基磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯
重复实施例2a，但是使用磺酰氯在300克二甲苯及75克乙腈中的溶液代替磺酰氯在217.4克二甲苯及150克醋酸乙酯中的溶液，此得到131克的2-氨基磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯(纯度99％)。
实施例5a
4-碘-2-异氰酸根合磺酰基苯甲酸甲酯
在氮气保护气氛下，将150毫升无水二甲苯及6.84毫升异氰酸正丁酯加热至126-128℃，然后经由表面先加入光气(总共是50克)，调节光气流使得反应混合物的温度保持在126-128℃。如果需要时，减少或中止加入光气，使用冷却至-20℃的冷凝管将从反应混合物逸出的光气冷凝并通回至反应混合物内。
在光气添加过程中，90克的2-氨基磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯以在336毫升二甲苯中的悬浮液分批加入并搅拌历经20小时，在光气饱和气氛下再搅拌10小时后，在相同反应温度及减压下(100至120毫巴，78至80℃)将300毫升异氰酸正丁酯与二甲苯的混合物蒸馏去除，并在蒸馏过程中分三次加入400毫升的无水二甲苯，标题化合物的产量是92.8％的理论值。
实施例5b(比较实施例)
重复实施例5a的方法，但是没有添加异氰酸烷基酯(例如异氰酸丁酯)，加入的2-氨基磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯没有转化。
实施例6a
4-碘-2-异氰酸根合磺酰基苯甲酸甲酯(使用最初添加)
在氮气保护气氛下，将3.73毫升异氰酸正丁酯及250毫升二甲苯添加至4-碘-2-异氰酸根合磺酰基苯甲酸甲酯(19.7克在二甲苯中的14.8％强度溶液)，在搅拌下将混合物加热至126-128℃，然后经由表面加入光气，调节光气流使得反应混合物的温度保持在126-128℃，如果需要时，减少或中止加入光气，使用冷却至-20℃的冷凝管将从反应混合物逸出的光气冷凝并通回至反应混合物内，同时将90克的2-氨基磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯以在216毫升二甲苯中的悬浮液分批加入并搅拌历经10小时，在光气饱和气氛下在同样的反应温度下再搅拌10小时后，在减压下将300毫升异氰酸正丁酯与二甲苯的混合物蒸馏去除，并在蒸馏过程中加入433毫升的无水二甲苯，标题化合物的产量是94.8％的理论值。
实施例6b(比较实施例)
重复实施例6a的方法，但是没有预先加入4-碘-2-异氰酸根合磺酰基苯甲酸甲酯的溶液，经20小时的反应时间后，反应仍然不完全，4-碘-2-异氰酸根合磺酰基苯甲酸甲酯的产量是86％的理论值。
实施例7a(偶合)
4-碘-2-{N-[N-(4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)氨基羰基]氨基磺酰基}苯甲酸甲酯
在保护气氛下，将4-碘-2-异氰酸根合磺酰基苯甲酸甲酸在二甲苯中的14.5％强度溶液在固定速率及50℃下添加至84.5克2-氨基-4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪在670克醋酸乙酯的悬浮液历经4小时，完成添加后，将混合物在相同温度下搅拌约4小时，然后在减压下(80-60毫巴，T＝50℃)将醋酸乙醋蒸馏去除，将残留的悬浮液抽滤，将固体用稀盐酸重复清洗并干燥，如果适当时，丙酮可添加至盐酸中，此得到297克(含量＞98％)的标题化合物，产量是99.2％的理论值。
实施例7b(比较实施例)
重复实施例7a的方法，但是使用纯甲苯作为溶剂，经24小时后，反应仍然不完全，标题化合物得到的产量是81％的理论值且纯度是89％。

Claims (12)

1.一种用于制备式(I)化合物或其盐类的方法
其中
Q是氧、硫或-N(R4)-，
X*是氢、卤素、氰基、硝基、(C1-C3)-烷基或甲氧基，
Y，Z彼此独立地是CH或N，其中Y及Z不同时是CH，
R是氢、(C1-C12)-烷基；(C2-C10)-烯基；(C2-C10)-炔基；(C1-C6)-烷基，其经选自包括卤素、(C1-C4)-烷氧基、(C1-C4)-烷硫基、CN、[(C1-C4)-烷氧基]羰基及(C2-C6)-烯基的基团单至四取代；或(C3-C8)-环烷基、其是未经取代或经选自包括(C1-C4)-烷基、(C1-C4)-烷氧基、(C1-C4)-烷硫基及卤素的基团取代；(C5-C8)-环烯基；苯基(C1-C4)-烷基，其在苯基是未经取代或在苯基经选自包括卤素、(C1-C4)-烷基、(C1-C4)-烷氧基、(C1-C4)-卤烷基、(C1-C4)-烷硫基、[(C1-C4)-烷氧基]羰基、[(C1-C4)-烷基]羰氧基、甲酰氨基、[(C1-C4)-烷基]羰基氨基、[(C1-C4)-烷基]氨基羰基、二[(C1-C4)-烷基]氨基羰基及硝基的-或多个基团取代；或为式A-1至A-10的基团
Figure A008134480003C1
其中
X是O、S、S(O)或SO2；
R1是氢或(C1-C3)-烷基；
R2是氢、卤素、(C1-C3)-烷基或(C1-C3)-烷氧基，其中两个最后提到的基团各是未经取代或经卤素或(C1-C3)-烷氧基单或多取代；
R3是氢、卤素、(C1-C3)-烷基、(C1-C3)-烷氧基或(C1-C3)-烷硫基，其中三个最后提到的基团各是未经取代或经卤素单或多取代或经(C1-C3)-烷氧基或(C1-C3)-烷硫基单-或二取代；或是式NR5R6的基团、(C3-C6)-环烷基、(C2-C4)-烯基、(C2-C4)-炔基、(C3-C4)-烯氧基或(C3-C4)-炔氧基；
R4是氢、(C1-C4)-烷基或(C1-C4)-烷氧基；且
R5及R6彼此独立地是氢、(C1-C4)-烷基、(C3-C4)-烯基、(C1-C4)-卤烷基或(C1-C4)-烷氧基
其包括
a)将式(II)化合物
其中Hal是卤素原子，且R、Q及X*相同于在式(I)的定义，经由用氨进行氨解而形成式(III)化合物
其中R、Q及X*相同于在式(I)的定义，
或优选
(a1)氨解式(II)化合物而得到式(III)化合物并其中在含下列的有机溶剂混合物中进行反应
(1)一或多种任选卤化的芳族烃类[溶剂(1)]，及
(2)一或多种极性非质子传递溶剂[溶剂(2)]，
溶剂(1)：溶剂(2)的重量比例是20∶1至1；1，优选是10∶1至1.4∶1，
(b)在有或无中间体分离下使所得的化合物(III)与光气反应而得到式(IV)的异氰酸苯基磺酰酯
其中R、Q及X*相同于在式(I)的定义，
或优选
(b1)在X*＝卤素的情形下，在有或无中间体分离下使所得的化合物(III)与光气反应而得到式(IV)的异氰酸苯基磺酰酯并且其中在式R′-NCO的异氰酸酯作为催化剂存在下，其中R′是烃基，其是未经取代或经取代，或多种这些异氰酸酯的混合物作为催化剂，加入或不加入胺碱，在有机溶剂中进行与光气的反应，
(c)在有或无中间体分离下使所得的化合物(IV)在有机溶剂中与式(V)的胺反应，
其中R1、R2、Y及Z相同于在式(I)的定义，
得到式(I)的磺酰脲或其盐类，
或优选
(c1)使所得的化合物(IV)在有或无中间体分离下在有机溶剂中与式(V)的胺反应而得到式(I)化合物或其盐类，并且其中在沸点高于110℃的任选经卤化的芳族烃类及极性非质子传递溶剂的溶剂混合物中进行反应，
其中在此方法中进行优选的分步骤(a1)至(c1)中的至少一个。
2.根据权利要求第1项的方法，其中在式(I)化合物或其盐类中
Q是氧原子；
X*是氢原子或卤素原子，
R是(C1-C4)-烷基；(C2-C4)-烯基；(C2-C4)-炔基；(C1-C4)-卤烷基或(C1-C4)-烷氧基(C1-C4)-烷基，
R1是氢原子，
R2是(C1-C4)-烷基或(C1-C4)-烷氧基，
R3是(C1-C4)-烷基或(C1-C4)-烷氧基，
Y是氮原子且
Z是氮原子或式CH的基团。
3.根据权利要求第2项的方法，其中在式(I)化合物或其盐类中
X*是碘原子，
R是甲基或乙基，
R2是甲氧基，
R3是甲基，且
Z是氮原子。
4.根据权利要求第1-3之任一项的方法，其中在步骤(a1)的反应是在含下列的溶剂混合物中进行
(1)一或多种任选经卤化的芳族烃类，选自包括二甲苯、甲苯、氯苯及二氯苯的组[溶剂(1)]及
(2)一或多种极性非质子传递溶剂[溶剂(2)]选自包括腈类、酯类、醚类、酰胺类、酮类及二或多种极性溶剂的混合物的组。
5.根据权利要求第1-4之任一项的方法，其中在步骤(b1)的反应是在一或多种异氰酸酯作为催化剂存在下进行，所述异氰酸酯选自异氰酸N-烷基酯、异氰酸N-环烷基酯及异氰酸N-芳基酯。
6.根据权利要求第1-5之任一项的方法，其中在步骤(b1)的反应是在异氰酸正丁酯或异氰酸环己酯作为催化剂存在下进行。
7.根据权利要求第1-6之任一项的方法，其中在步骤(c1)的反应是在二甲苯/醋酸乙酯或二甲苯/乙腈中进行。
8.一种制备式(III)化合物的方法
Figure A008134480006C1
其中R、Q及X*相同于根据权利要求第1至3项任一项在式(I)的定义，
其包括将式(II)化合物
其中Hal是卤素原子且R、Q及X*相同于在式(II)的定义，
经由用氨将其氨解而转化成式(III)化合物并且其中在含下列的有机溶剂混合物中进行反应
(1)一或多种任选经卤化的芳族烃类[溶剂(1)]及
(2)一或多种极性非质子传递溶剂[溶剂(2)]
溶剂(1)∶溶剂(2)的重量比例是20∶1至1∶1。
9.一种制备式(IV)化合物的方法
Figure A008134480007C1
其中R及Q相同于根据权利要求第1至3项任一项在式(I)的定义且
X*是卤素，
其包括将式(III)化合物
其中R、Q及X*相同于在式(II)的定义，
在一或多种式R′-NCO的异氰酸酯作为催化剂存在下，其中R′是烃基，其是未经取代或经取代，加入或不加入胺碱或其他碱作为辅助催化剂，在有机溶剂中与光气进行反应，得到式(IV)的异氰酸苯基磺酰酯。
10.一种用于制备根据权利要求第1-3之任一项定义的式(I)化合物或其盐类的方法，其包括将式(IV)化合物
Figure A008134480007C3
其中R、Q及X*相同于在式(I)的定义，
与式(V)的胺
Figure A008134480007C4
其中R1、R2、Y及Z相同于在式(I)的定义，
在沸点高于110℃的任选经卤化的芳族烃类及极性非质子传递溶剂的溶剂混合物中进行反应，得到式(I)的磺酰脲或其盐类。
11.一种用于制备根据权利要求第1-3之任一项定义的式(I)化合物或其盐类的方法，其包括
(b)将式(III)化合物
Figure A008134480008C1
其中R、Q及X*相同于在式(I)的定义，
与光气反应而得到式(IV)的异氰酸苯基磺酰酯
其中R、Q及X*相同于在式(I)的定义，
或优选
(b1)在X*＝卤素的情形下，使式(III)化合物与光气反应而得到式(IV)的异氰酸苯基磺酰酯并且其中在有机溶剂中在式R′-NCO的异氰酸酯作为催化剂存在下，其中R′是烃基，其是未经取代或经取代，或多种这些异氰酸酯的混合物作为催化剂，加入或不加入胺碱，与光气进行反应。
(c)在有或无中间体分离下使所得的化合物(IV)在有机溶剂中与式(V)的胺反应，
Figure A008134480008C3
其中R1、R2、Y及Z相同于在式(I)的定义，
得到式(I)的磺酰脲或其盐类，
或优选
(c1)使所得的化合物(IV)在有或无中间体分离下在有机溶剂中与式(V)的胺反应而得到式(I)化合物或其盐类，并且其中在沸点高于110℃的任选经卤化的芳族烃类及极性非质子传递溶剂的溶剂混合物中进行反应，
其中在此方法中进行优选的分步骤(b1)及(c1)的至少一个。
12.根据权利要求第1至11项任一项的方法，其中在苯环上
-CO-Q-R基团是相邻于经取代的磺酰基，
-X*＝卤素的基团是对位于-CO-Q-R基团，
-X＝卤素，优选是碘。
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