CZ239498A3

CZ239498A3 - Způsob přípravy diketonových sloučenin

Info

Publication number: CZ239498A3
Application number: CZ982394A
Authority: CZ
Inventors: Virginie Pevere; Alain Gadras; Susan Mary Cramp; Charles Walter Ellwood
Original assignee: Rhone-Poulenc Agro
Priority date: 1996-02-01
Filing date: 1997-01-28
Publication date: 1998-11-11
Also published as: PL328574A1; WO1997028122A2; DK0880498T3; EP0880498A2; US6696613B2; DE69709702D1; US20020062045A1; US6525225B2; US20030097022A1; US6235942B1; EA199800679A1; TR199801464T2; EP0880498B1; JP2000504000A; EA001206B1; US20010014761A1; AU1596197A; TW486464B; BR9707173A; ATE209182T1

Description

Způsob přípravy diketonových sloučenin

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu přípravy ketonových sloučenin' a produktů získaných tímto způsobem. Zejména se vynález týká přípravy meziproduktů pro výrobu pesticidů.

Dosavadní stav techniky «

Pesticidní 4-benzoylisoxazoly, zejména 5-cyklopropylisoxazoiové herbicidy a meziprodukty pro jejich syntézu jsou popsány v literatuře, například v evropských zveřejněných patentových přihláškách č. 0418175, 0487353, 0527035, 056048.2, .0609798 a 0682659 .

Jsou známy různé'způsobypřípravý těchto sloučenin.

Podstata vynálezu

Vynález si klade za cíl poskytnout zdokonalené způsoby přípravy těchto sloučenin a jejich meziproduktů.

Podle jednoho význaku vynálezu je předmětem vynálezu způsob přípravy sloučeniny obecného vzorce I reakcí sloučeniny obecného vzorce II se sloučeninou obecného vzorce III podle níže uvedeného reakčního schématu Sel:

(D) (I)

- 2 » · Β · Β • Β Β Β • ΒΒΒ·· ' Β «

ΒΒΒΒ Β Β

Β 4 Β · .· ϊ • · Β Β 1

Β Β 4

Β β ΒΒ ve Kterem

Rr je nižší alkylové skupina,

R2 je nižší aikylová skupina nebo fenylová skupina popřípadě substituovaná jednou skupinou až pěti skupinami, které mohou být stejné nebo rozdílné a jsou zvoleny z nižší alkylové skupiny, nižší halogenalkylové skupiny a skupiny -StU ,

K3 je atom halogenu, nižší aikylová skupina, nižší haiogenalkylová skupina, nižší alkoxyskupina, nižší halogene i koxýs kup i na , -S-alkýlová skupina, cykloalkýlová skupina obsahující 3 až 7 atomů uhlíku v kruhu, aikenylová skupina nebo aikinylová skupina obsahující 3 až 7 atomů uhlíku nebo -(CRsRe)q-SRs, kde q je číslo jedna nebo dvě, n je nula nebo celé číslo od jedné do tří,

R4 je nižší aikylová skupina a

Es a Re znamenají nezávisle na sobě atom vodíku, nižší alk.ylovou skupinu nebo nižší halogenalkylovou skupinu..

Sloučeniny obecného vzorce I a řada způsobů pro jejich přípravu byly popsány, v evropských patentových přihláškách uvedených shora.

Výrazem nižší jsou míněny zbytky obsahující nejméně jeden uhlovodíkový řetězec, přičemž se předpokládá, že tyto zbytky obsahují jeden až šest atomů uhlíku vzájemně spojených do přímého nebo rozvětveného uhlíkového řetězce.·

Ri a R2 znamenají s výhodou nižší alkylovou skupinu (nejvýhoaněji methylovou skupinu).

Skupina -SR2 je s výhodou obsažena v poloze 2, 3 nebo 4 řenylového řetězce (nejvýhodněji v poloze 2).

S výhodou n znamená číslo jedna nebo dvě.

*?

·· · i

·' r 4 «

4 4 • 4 *

Při reakci se obvykle dosahuje lepšího výtěžku,· když skup-ina-R-3 není atom halogenu v poioz.e '2fenýlového kruhu.

Ra je s výhodou atom halogenu nebo trifluormethylová skupina. Výhodněji je (R3)n skupina 4-CF3 nebo 3,4-dichlor.

Shora uvedené sloučeniny obecného vzorce III jsou známé z literatury a jejich příprava byla výslovně popsána v literatuře známé odborníkům. Některé odkazy týkající se zvláště přípravy tohoto reakčního činidla může odborník nalézt v různých zdrojích chemické literatury včetně Chemical Abstracts a informačních databáz dostupných veřejnosti.

Příprava sloučenin obecného vzorce I za použití sloučenin obecného vzorce II a, obecného vzorce III. podle schématu Sel může být s výhodou provedena v polárním nebo nepolárním aprotickém rozpouštědle. Příklady polárních aprotických· rozpouštědel zahrnují dimethy.lsulfoxid, dimethylformamid,. N,N-dimethylacetamid, N-dimethylpyrrolídon, sloučeninu obecného vzorce III, etherovou sloučeninu, zejména aioxan a .tetrahy-. drofuran, nebo aromatický nebo alifatický halogenovaný uhlovodík, zejména chlorbenzeny. Příklady apoiárních aprotických rozpouštědel zahrnují aromatické nebo alifatické uhlovodíky, zejména toluen a xyleny.

Reakční teplota použitá shora v Sel činí obvykle 0 °C až teplota varu rozpouštědla, s výhodou 0 °C až 100 °C. K reakci obvykle dochází v přítomnosti silné báze, která je néjvýhodněji zvolena z alkoxidu alkalického kovu nebo kovu alkalické zeminy, zejména ethoxidu sodného, methoxiau sodného, terč.butoxidu sodného nebo draselného, a hydridu kovu (zejména hydridu sodného).

Podle výhodné varianty způsobu podle vynálezu se reakce provádí s kontinuální destilací alkoholu Ri-OH, vytvořeného • *· «11« v průběhu reakce, za atmosferického tlaku nebo za sníženého tlaku (s výhodou od 1 až 20 % pod atmosferickým tlakem). Vytvořený alkohol Ri-OH se může popřípadě odstranit použitím vhodného molekulárního síta, například molekulárního síta 4 x 10-¹⁰ m.

Předmětem dalšího význaku vynálezu je způsob přípravy sloučeniny obecného vzorce II reakcí sloučeniny obecného vzorce V s merkaptanem obecného vzorce IV, popřípadě přítomného ve formě thiolátu, podle reakčního schématu Sc2 uvedeného níže:

ve kterém mají R2>R3 a n v obecných vzorcích II a V stejné významy, jaké jsou uvedeny dříve u reakčního schématu Sel. Skupina -HO2 je obvykle přítomna v poloze 2 nebo 4, s výhodou v poloze 2 fenylového kruhu.'

Sloučeniny obecného vzorce HSR2 jsou známé z literatury a jejich, příprava je výslovně uvedena v literatuře známé odborníkům. Odkazy, které, se přímo .týkají přípravy tohoto reakčního činidla může nalézt odborník v různých zdrojích klasické chemické literatury včetně Chemical Abstracts a v informačních darabázích dostupných veřejnosti. Soli thiolátů odvozené od sloučeniny obecného vzorce IV mohou být připraveny prostředky známými odborníkům. Tyto thioláty jsou s výhodou soli alkalických kovů, zejména thiolát sodný něho thiolát draselný.

Příprava sloučenin obecného vzorce II podle schématu

Sc2 z acetofenonu obecného vzorce V a sloučeniny obecného vzorce · IV se provádí' s vyhó’ďoův rozpouštědle sloučeniny obecného vzorce IV, které by mělo být inertní vůči reakčním podmínkám. Příklady jiných vhodných rozpouštědel zahrnují suifoxidy jako dimethylsulfoxid, amidy jako dimethylformamid, N, N-dimethyllacetamid a H-methýlpyrrolidon, ketony jako aceton a methylisobutylketon, etherová rozpouštědla, zejména dioxan a tetrahydrofuran, aromatické, alifatické a- cykloalifatické uhlovodíky a halogenované nebo nehalogenované uhlovodíky, zejména chlorbenzen, dichlormethan a toluen. Přítomnost malého množství vody je také přijatelná, protože umožňuje solubiíizaci thiolátu.

Když dochází k reakci podle schématu Sc2 za·použití sloučeniny obecného vzorce IV ve formě merkaptanu a ne ve formě thiolátové solí, reakce se s výhodou ovlivňuje za přítomnosti báze jako hydroxidu alkalického kovu nebo kovu alkalické·, zeminy (s .výhodou hydroxidu .sodného, nebo draselného) nebo uhličitanu nebo hydridu (jako hydridu sodného). Reakce se může též uskutečnit za použití různých forem katalyzátoru, zejména katalyzátorů fázovým přenosem, jako kvarterních amoniových. solí, například tetrabutylamoniumbromídu.

Předmětem, dalšího význaku vynálezu je způsob přípravy sloučeniny obecného vzorce V reakcí sloučeniny obecného vzorce VII nebo VI jakož i způsob přípravy sloučeniny obecného vzorce VI ze sloučeniny obecného vzorce VII podle reakčního schématu Sc3 uvedeného níže:

(VI)

Sc3

(VII) ··« · φφ φφφ φ · φ® « ΪΦ * ·»Φ· · β ♦ Φ Φ Φ ® φφ * ·· *· ve kterém-·-- ..........- ......- - · · -........... ' ..... · R3 a η mají stejné významy jako v rsakčních schématech Sc2 a Sel a·

X představuje atom halogenu, s výhodou atom chloru nebo atom fluoru.

Skupina -NO2 v obecném vzorci Vil je s výhodou v poloze 2 nebo 4, nejvýhodněji v poloze 2 fenylového kruhu.

Tyto dvě reakce tvoří, dohromady shora uvedené reakční schéma Sc3 a jsou obvykle oddělené, ale s výho.dou k nim může docházet postupně. To znamená, že sloučeniny obecného vzorce V mohou být připraveny se sloučenin obecného vzorce VII přes meziprodukt obecného vzorce VI, který může být.izolován nebo použit in· šitu v průběhu reakce.

Reakční podmínky, pro přípravu .sloučeniny obecného vzorce V ze sloučeniny, obecného vzorce VI jsou .známé a popsané v literatuře. Zejména J.G. Reidem a J.M. Reny Rungem v Tetrahedron Letters, sv. 31 (1990) str. 1093 až 1096, G.A. Olahem a. spol. v Synthesis (1980) str. 662 až 663, N. Korhbiumem a spol. v J.Org.Chem., sv.47 (1982) str. 4534 až 4538, S.Chandrasekaranem a spol. v Synthetic Communications, sv. 17 ¢1987), str. 195 až 201.

Vynález se tedy také týká přípravy sloučenin obecného vzorce VI ze sloučenin obecného vzorce VIT reakcí nitroethanu v přítomnosti báze v rozpouštědle, které je zvoleno ze sloučeniny obecného vzorce VII, nitroethanu, rozpouštědla a' přičemž báze je zvolena alkoxídu alkalického kovu inertního vůči reakčním podmínkám, z hydroxidu, uhličitanu, hydridu, nebo kovu alkalické zeminy a guanidinu. Výhoda tohoto význaku vynálezu spočívá v tom, že je možno použít v reakčním schématu Sc3 poměrně jednoduché báze.

• 4 ♦ • «« I l>

• * v • 44 4 »· 4·

.....—* K--rozpouštědlům·,která“ jsou 'vhodná pro “po už'i ti /'patří' samotný nitroethan (použitý v přebytku ve srovnání s množstvím normálně použitým jako reakční složka), aromatické nebo alifatické halogenované nebo rtehalogenované uhlovodíky, zejména chlorbenzen, aromatické nebo alifatické uhlovodíky, zejména toluen a xyleny, polární apřotická rozpouštědla jako dímethylsulfoxid, dimethyiformamid, N,N-dimethylacetamid, ří-methyipyrrolidon, acetonitril, etherová rozpouštědla, zejména dioxan a tetrahydrofuran. Je také přípustná přítomnost malého množství vody, které umožňuje solubilizaci reakční směsi, aniž reaguje s reakčními složkami samotnými.

Reakční teplota činí obvykle 0 °C až 50 °C. Reakci je také možno provádět ve vodném nebo nevadném prostředí. Mezi bázemi vhodnými pro použití v tomto procesu je možno jmenovat* hydroxidy nebo uhličitany alkalických kovů nebo kovů alkalic-¹kých zemin, s výhodou, sodné nebo draselné, uhličitan sodný,¹uhličitan draselný nebo uhličitan česný, nebo tetramethylguanidin. Tyto báze mohou být použity samotné nebo ve směsi s jinými. Reakce může být také účelně provedena za použitírůzných typů katalyzátorů, zeména katalyzátorů fázovým přenosem, jako ja kvarterní amoniová sůl, například tetrabutylamo-’’ niumbromid.

Některé meziprodukty obecného vzorce II jsou nové a jako takové spadají do rozsahu vynálezu, zejména 2-methylthio-4-trifluormethylacetofenon ' a 3,4-dichlor-2-(methylthio)acetofenon.

Příklady provedení vynálezu.

Následující příklady ilustrují vály jeho rozsah.

vynález, aniž by omezoδ

'•Příklad—r—..............---...- ....... --- -----Příprava l-cyklopropyl-3-(2-methylthio-4-trifluormethylfenyl)propan-1,3-dionu (reakční schéma Sel)

Do reakční nádoby se vnese pod inertní atmosférou 1,15 g metnoxidu sodného a 22 ml toluenu. To se zahřeje na 80 °C za tlaku 40 kPa. Během 3 hodin’za trvalé.dešti láce vytvořeného methanolu se přidá směs 3,3 ml methylcyklopropylkarboxylátu a 3,8 g 2-methylthio-4-trifluormethylacetofenonu v 6 ml bezvodého toluenu. Reakční směs se míchá jednu hodinu při 80 °C, načež se ochladí a diketon se vysráží ve směsí 80 ml le<

dové vody obsahující 0,75 ml koncentrované kyseliny sírové. Organická fáze se oddělí, promyje vodou a toluen se odstraní za sníženého tlaku, .čímž se získá 3,67 g l-cyklopropyl-3-(2r methylthio-4-trifluormethylfenyl)propan-l,3-dionu ve formě oranžového prášku o teplotě tání 64 °C, Výtěžek = 75 %;

Když se postupovalo podobným způsobem, přičemž se zahřívalo při teplotě 70 °C a. tlaku 23 kPa, .získal se 3-(4-chlor-2-methylthiofenyl)-1-cyklopropy1propan-1,3-dion v 98%ním výtěžku (čistota vyšší než· 80 %). Tato sloučenina byla také připravena podobně, kdýž reakce probíhala při teplotě 70 °C po dobu 6,5 hodin a v přítomnosti molekulárních sít 4 x 10*^1Qm místo trvalé destilace vytvořeného methanolu.

Příklad 2

Příprava 1-cyklopropy1-3-(3,4-dichlor-2-(methylthio)fenyl)propan-1,3-dionu (reakční schéma Sel)

Hydrid sodný (0,178 g, 60% olejová disperze, 0,0045 M) se suspenduje v 1,8 ml tetrahydrofuranu., míchá se a zahřívá pod zpětným chladičem, přičemž se přidává roztok směsi me thylcyklopropankarboxylátu (0,42 g, 0,0042 M) a 3,4-dicnlor-2-(methylthio)acetofenon (0,5 g, 0,0021 M) v tetrahydrofura9 » · · • »* · : r··’ * ·<· « ·

n.u. - (1..).— Směs·. se- -ra-í-c há- - -a zah-ř-í vá- pod- -z pě-t ným- chlad i čem· 3-; 5 hodiny, načež se ochladí a vleje na nasycený vodný roztok hydrogenuhiičitanu sodného. Směs se pak extrahuje etherem, promyje se solankou, vysuší nad síranem horečnatým, zfiltruje a odpaří, čímž se získá guma, která se vyčistí ultrarychlou chromatografii v suché koloně, přičemž se eluuje ethylacetátem v cyklohexanu. Získá se tak 3-cyklopropyI-l-(3,4- -díchlor-2-(methylthio)íenyl)propan-l,3-dion (0,35 g, 55 %) ve formě žlutého oleje.

Příklad 3

Příprava 2-methylthio-4-trifluormethylacetofenonu (reakční schéma Sc2)

K 0,15 g 2-nítro-4-trifluormethylacetofenonu zředěnému v 0,5 ml acetonu se přidá 0,256 g vodného· roztoku 21 % hmotnotnostních thiomethoxidu· sodného a směs se míchá pět hodin při 20 °C. Vodná fáze se oddělí, pak odstraní, přidají se 2 ml vody a aceton se odstraní za sníženého tlaku. Na směs se pak působí dichlormethanem a vodná fáze se odstraní. Organická fáze se promyje čerstvou vodou, načež se rozpouštědlo od-* paří za sníženého tlaku, čímž se získá 0,085 g- 2-methylthio-4-trifluormethylacetofenonu o teplotě tání 71 °C.

Když se postupuje stejným způsobem, může se připravit 3,4-dichlor-2-(mettíylthio)acetofenon, ¹ H NMR (CDCla) 2,4(s,

3H), 2,6(s,3H), 7,15(d,lH), 7,5(d,lH).

Příklad 4

Příprava l-(2-nitro-4-trifluormethylfenyl)-l-nitroethanu (reakční schéma Sc3)

0,87 g uhličitanu·sodného v 5 ml bezvodého toluenu se vnese do 30 ml reakční nádoby a současně se přidá 0,11 g ben10 ϊ * · i J · · W ·’

4·· · 4 « * 4^ · * » ··« ' 4 4 · «44444 «4 » · * 4b

----- ... . z-y-i-trieth-viaínOni-umch-horldu·· a ’-l ;T3 -g'4-chlor-3-nitrobenzotrifluoridu a 0,38 g nitroethanu. Směs se míchá 16 hodin při 20 í °C, přidá se 10 ml vody a vodná fáze se oddělí a pak okyselí

4N. roztokem kyseliny sírové. Pak se extrahuje 5 ml methyl-terc.hutyletheru. Po odstranění organického rozpouštědla se získá 0,18 g směsi, která se oddělí sloupcovou chromatografií za použití eluování oxidu křemičitého v reverzní fází směsí vody a acetonitrilu, čímž se získá 0,12 g v nadpisu uvedené sloučeniny o teplotě tání 48 °C.

Claims

1. Způsob přípravy diketonové sloučeniny obecného vzorce. I,vyznačující se tím , že se nechá reagovat sloučenina obecného vzorce II se sloučeninou obecného vzorce III podle reakčního schématu uvedeného níže:

ve kterém

Ri je nižší alkylová skupina,

Ri . je- nižš-r alkylová skupina nebo fenyiová skupina popřípadě substituovaná jednou skupinou až pěti skupinami, které mohou být stejné nebo rozdílné a jsou zvoleny z nižší alkylové skupiny, nižší halogenalkylové skupiny a skupiny -SíU ,

R3 je atom halogenu, nižší alkylová skupina, nižší halogenalkylová skupina, nižší alkoxyskupina, nižší halogenaikoxysku-pina, -S-alkylová skupina, cykloalkylová skupina obsahující 3 až '7 atomů uhlíku v kruhu, alkenylová skupina nebo alkinylová skupina obsahující 3 až 7 atomů uhlíku nebo -(CRsRe)q-SR2, kde g je číslo jedna nebo dvě,

R4 je nižší alkylová skupina,

R5 a Κβ znamenají nezávisle na sobě atom vodíku, nižší alkylovou skupinu nebo nižší halogenalkylovou skupinu a n je nula nebo celé číslo od jedné do tří.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím , že se reakce · provádí v aprotickém rozpouštědle ; i ;

• ·«· ι * • · ··«· ·» • 4 44 * 4·« 4 4 * 4 4 • 4' 44 a při teplotě od 0°C do teploty varu rozpouštědla, s výhodou mezi 0 °C a 100 ⁰ C .

3. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se t í m , že se reakce provádí za přítomnosti silné báze, s výhodou alkoxidu alkalického kovu nebo. kovu alkalické zeminy nebo hydridu kovu.

4.. Způsob podle nároků 1, 2 nebo 3, vyznačuj í cí se tím , že se reakce provádí s kontinuální destilací alkoholu Ri-OH, vytvořeného v průběhu' reakce, za atmosferického tlaku nebo za sníženého tlaku (s výhodou od 1 až 20 % pod atmosferickým.tlakem) .

5 . · Způsob přípravy sloučeniny obecného vzorce'IX podle nároku 1,vyznačující se tím , že se nechá reagovat sloučenina obecného vzorce V s. merkaptanme HSR2 obecného vzorce IV-pod-Le- reakčního schématu Sc2 uvedeného níže:

ve kterém zbytky R2 , R3 a n v obecných význam uvedený v nároku 1.

vzorcích II a V mají

6. Způsob podle nároku 5,vyznačuj ící se tím , že se použije sloučenina obecního vzorce IV jako rozpouštědlo.

7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím , že sloučenina obecného vzorce IV je ve- formě : í ♦ ϊ · • 9*9)9,· 9 « · ♦ · • · · 9.1 9 9 9 9

9*9* 9#·* 9

9 9 9 merkaptanu a reakce se provádí za přítomnosti báze.

8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím , že báze je hydroxid alkalického kovu nebo kovu alkalické zeminy nebo uhličitan nebo hydrid.

9. Způsob podle nároků 5 až 8,vyznačující tím , že se používá katalyzátor, zejména katalyzátor fázovým přenosem, jako soli-kvarterního amonia.

10. Způsob přípravy sloučeniny obecného vzorce VI ve kterém R3 a n mají význam definovaný v nároku 1, v y 2 načující se tím , že se nechá reagovat sloučenina obecného vzorce VII

Ο-,Ν (Vil), ve kterém

R3 a n mají shora uvedený význam a * X je atom halogenu, s nitroethanem, přičemž se reakce provádí za přítomnosti báze zvolené z hydroxidu, uhličitanu, hydridu, alkoxidu alkalického kovu nebo kovu alkalické zeminy a guanidinu a použije se

Φ φ φ ♦ · · · · *♦ • ···!·>« > · «, · · ♦ « « • ·, φ Φ.¹ · ο ·

Β Φ« ·. · φ. Φ · · * · ·· rozpouštědlo zvolené z nitroetnanu a inertního rozpouštědla, A

11. způsob podle nároku 10, vyznačující se tím , že reakční teplota je v rozmezí od 0 °C do 50 °C,

12. Způsob podle nároků 10 nebo 11, vyznačuj í cí se tím , že se reakce provádí za přítomnosti katalyzátoru -fázovým přenosem, s výhodou sol i kvarterního amonia.

13. Sloučenina obecného vzorce II (II), ve kterém Ra, Ra a n mají význam definovaný v nároku 1

14. Sloučenina podle nároku 13, která je 2-methylthio-4-trifluormethylacetofenon nebo 3,4-dichlor-2-(methyithio)acetofenon.