CZ308994A3

CZ308994A3 - Process for preparing 2,4,5-tribromopyrrole-3-carbonitril

Info

Publication number: CZ308994A3
Application number: CZ943089A
Authority: CZ
Inventors: Victor Marc Kamhi
Original assignee: American Cyanamid Co
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1994-12-08
Publication date: 1995-07-12
Also published as: EP0661263A3; IL112103A; US5359089A; IL112103A0; CZ288166B6; CN1106799A; JPH07206816A; AU683319B2; AU8162394A; HU9403715D0; BR9405186A; KR950017955A; JP3544727B2; SK154294A3; DK0661263T3; CA2138587A1; ZA9410212B; ES2157232T3; EP0661263A2; EP0661263B1

Description

Dosavadní stav techniky

Bylo publikováno, že pyrrolkarbonitrilové a nitropyrrolové sloučeniny jsou užitečné jako insekticidní, akaricidní a moluskocidní činidla (US patenty č. 5 162 308 a 5 204 332). Tyto patenty se také zmiňují o 2,4,5-tribrompyrrol-3-karbonitrilu, jeho použití k moluskocidním účelům a jeho výrobě bromací pyrrol-3-karbonitrilu. Pyrrol-3-karbonitril a jeho deriváty se vsak obtížně připravují. Metody, které jsou popsány v literatuře, jako například A. M. van Leusen et al., Tetrahedron Letters, 5337 (1972), poskytují údajně výtěžky 10 % nebo nižší.

Výroba 2,4,5-tribrompyrrol-3-karbonitrilu z 2-trihalogenacetylpyrrol-4-karbonitrilových sloučenin je popsána v US patentu č. 5 008 403. Tento postup se však nehodí pro výrobu 2,4,5-tribrompyrrol-3-karbonitrilu ve velkém měřítku.

Úkolem tohoto vynálezu je' tedy vyvinout nový a účinný způsob výroby 2,4, 5-tribrompyrrol-3-karbonitrilu.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je způsob výroby moluskocidně účinného 2,4,5-tribrompyrrol-3-karbonitrilu,. jehož podstata spočívá v tom, že se vinamidiniová sůl obecného vzorce I

CN R, // J/(T7 (I) kde

R, R, , R, a R-* nezávisle představuje vždy alkylskupinu s 1

JL 4* «3 až 4 atomy uhlíku nebo R a Rj či R₂ a R₃ dohromady tvoří vždy pětičlenný nebo šestičlenný kruh, v němž seskupení RR, či R₂R₃ představuje vždy skupinu vzorce -(CH₂)₄- nebo -(CH₂)₅*-í a

X” představuje anion;

nechá reagovat s'esterem glycinu obecného, vzorce II

H₂NCH₂CO₂R₄ (II) kde R₄ představuje alkylskupinu s 1 až 4 atomy uhlíku;

a první bází za přítomnosti prvního rozpouštědla .za vzniku směsi obsahující 4-kyanopyrrol-2-karboxylovou kyselinu a

4-kyanopyrrol-2-karboxylát obecného vzorce III

(III) kde R₄ má výše uvedený význam;

vzniklá směs se hydrolyzuje druhou.bází ,za přítomnosti druhého rozpouštědla za vzniku soli 4-kyanopyrrol-2-karboxylové kyseliny;

a sůl 4-kyanopyrrol-2-karboxylové kyseliny se nechá reagovat se třetí bází a bromačním činidlem za přítomnosti třetího rozpouštědla za vzniku požadovaného 2,4,5-tribrompyrrol-3-karbonitrilu. _ * .... ..................

Způsob výroby 2,4,5-tribrompyrrol-3-karbonitrilu podle vynálezu má výhodu v tom, že se při něm nemusí používat toxických reakčních činidel, jako je chlorsulfonylisokyanát, ani s takovými látkami není nutno manipulovat.

Při přednostním provedení tohoto vynálezu se vinamidiniová sůl obecného vzorce I nechá reagovat s asi 1 až 5 molárními ekvivalenty esteru glycinu obecného vzorce IX a asi 2 až 6 molárními ekvivalenty první báze za přítomnosti prvního rozpouštědla při teplotě v rozmezí od asi 50 do asi 140°C za vzniku směsi obsahující 4-kyanopyrrol-2-karboxylovou kyselinu a 4-kyanopyrrol-2-karboxylát obecného vzorce III; tato směs se hydrolyzuje pomocí asi 1 až 8 molárních ekvivalentů druhé báze za přítomnosti druhého rozpouštědla při teplotě v rozmezí od asi 25 do asi 90 “C za vzniku soli 4-kyanopyrrol-2-karboxylové kyseliny; a tato sůl 4-kyano-; pyrrol-2-karboxylové kyseliny se nechá reagovat s asi 4 až asi 8 molárními ekvivalenty třetí báze a asi 3 až 9 molárními ekvivalenty bromačního činidla za přítomnosti třetího rozpouštědla při teplotě od asi 0 do asi 25*C za vzniku požadované 2,4,5-tribrompyrrol-3-karbonitrilové sloučeniny. Výše uvedený sled reakcí je ilustrován v reakčním schématu I.

Reakční schéma I

H h₂nch₂co₂r₄ (II) první báze

H (III) druhá báze

V

NC

I

H třetí báze/ -bromační činidlo

H ti

Produkt, 2,4,5-tribrompyrrol-3-karbonitril, je možno izolovat tak, že se reakční směs zředí vodou, zředěná reakční směs se okyselí a produkt se odfiltruje nebo extra— huje. vhodným.rozpouštědlem.Jako^vhodná .extrakční..rozpouš-., tědla je možno uvést rozpouštědla, která se v podstatě neraísí s vodou, jako je ether,, ethýlacetát, toluen, dichlorroethan apod.

Jako první báze se při způsobu podle vynálezu účelně používá alkoxidu alkalického kovu nebo alkoxidu kovu alkalických zěíhin, který v organickém zbytku obsahuje vždy l až 6 atomů uhlíku. Přednost se dává methoxidu sodnému. Jako druhé a*třetí báze se při způsobu podle vynálezu účelně používá hydroxidu alkalického kovu nebo hydroxidu kovu alkalických zemin, přičemž přednost se dává hydroxidu sodnému.

Jako bromační činidlo, které se hodí pro použití při způsobu podle vynálezu, je možno uvést brom, pyridiniumbromídperbromid a N-bromsukcinimíd, přičemž bromu se dává přednost.

Jako prvního rozpouštědla se při způsobu podle vynálezu může použít N,N-dimethylformamidu, alkoholu s 1 až 4 atomy uhlíku, N,N-dimethylacetamidu, dimethylsulf oxidu nebo N- methylpyrrolidoriú; Přednostním prvním rozpouštědlem je Ν,Ν-dimethylformamid a alkohol s 1 až 4 atomy uhlíku, přičemž vůbec největší přednost se dává N,N-dimethylformamidu. Jako druhého a třetího rozpuštědla se při způsobu podle vynálezu používá účelně s vodou mísitelného etheru, jako je tetrahydrofuran, dioxan, 2-methoxyethylether a 1,2-dimethoxyethan, vody a jejich směsí. Jako přednostní druhá a třetí rozpouštědla je možno uvést dioxan, tetrahydrofuran, vodu a jejích směsi.

Jako přednostní vinamidiniové soli obecného vzorce I pro použiti při způsobu podle vynálezu je možno uvést soli, v nichž Ř, R_lř R₂ a R₃ nezávisle představuje vždy alkylskupinu s 1 až 4 atomy uhlíku a X představuje anion zvolený ze souboru zahrnujícího anionty vzorce BF₄“, C1O₄, HO₂CCO₂“ a Cl.

Jako nejvýhodnější vinamidiniové soli obecného vzorce I je možno uvést soli, v-nichž R, R^, R₂ a. R₃nezávisle představuje vždy methylskupinu a X představuje anion vzorce HG₂CCO₂'

Vinamidiniové soli obecného vzorce X je možno vyrábět způsob popsaným v C. Reichardt a W. Kermer, Synthesis, 1970, str. 538 a J. Kučera a Z. Arnold, Collection Czechloslov. Chem. Commun., 32, str. 1704 až 1711 (1967). Vinamidiniumchloridy obecného vzorce I je možno převádět na odpovídající chloristany, tetrafluorboritany nebo stavelany konvenčními dobře známými postupy.

-------- Vynález je blíže objasněn v nás ledujících příkladech provedení. Tyto příklady mají výhradně ilustrativní charakter a rozsah vynálezu v žádném ohledu neomezují.

Příklady provedeni vynálezu

Příklad 1

Výroba [ 2-kyano-3-(dimethylamino)allyliden)dimethylamoniumoxalátu

1) ClC(O)C(O)Cl ho₂ cco₂ '

CN

3) HC^CCO₂H-2H,O

Roztok oxalylchloridu (13,1 ml, 0,15 mol) v 1,2dichlorethanu se přikape k roztoku N,N-dimethylformamidu (11,6 ml, 0,15 mol) v 1,2-dichlorethanu, přičemž reakční směs se udržuje při teplotě nižší než 0’C. Potom se reakční směs 45 minut míchá, přidá se k ní roztok trans-3-dimethylaminoakrylonitrilu (16,4 ml, 0,15 mol) v 1,2-dichlorethanu, směs se míchá 16 hodin při teplotě místnosti, 2 hodiny se vaří pod zpětným chladičem a nakonec se zkoncentruje za sníženého tlaku na polopevný zbytek. Tento zbytek se rozpustí ve 2-propanolu a ke vzniklému roztoku se přidá roztok dihydrátu kyseliny štavelové (18,9 g, 0,15 mol) ve 2-propanolu, načež se směs zahřívá tak dlouho, dokud nevznikne čirý roztok. Tento čirý roztok se ochladí na teplotu místnosti a udržuje při této teplotě několik hodin, af potom se 2 hodiny chladí v mrazáku a vzniklá usazenina se odfiltruje. Filtrační koláč se promyje nejprve 2-propanolem a potom etherem a vysuší ve vakuovém exsikátoru při 50’C. Získá se sloučenina jmenovaná v nadpisu (28,6 g, 79 %).

P ř í k 1 a d 2

Výroba methyl-4-kyanopyrrol-2-karboxylátu 4-kyanopyrrol-2-karboxylové kyseliny

( 2-kyano-3 - (d imethylamino) a 1 ly 1 iden ] d imethy1amoniumoxalát (3,6 g, 0,015 mol) se přidá k míchané suspenzi hydrochloridu methylesteru glycinu (1,9 g, 0,015 mol) a methoxidu sodného (3,2 g, 0,06 mol) v N,N-dimethylformamidu, ochlazené v lázni z ledu a acetonu. Reakční směs se zahřeje na 120’C a při této teplotě udržuje 16 hodin, potom se ochladí na teplotu místnosti a zkoncentruje za sníženého tlaku na polotuhý zbytek. Tento zbytek se rozdělí mezi ethylacetát a chladnou zředěnou kyselinu chlorovodíkovou.

Oddělí se vrstvy a vodná vrstva se promyje ethylacetátem. Organická vrstva a promývací louhy se spojí, postupné promyji vodou a roztokem chloridu sodného, vysuší bezvodým t

^J » liv-r--.. síranem.hořečnatý a^zkoncentrují,za_sníženého_ tlaku. Získá se směs sloučenin jmenovaných v nadpisu ve formě světle ř hnědé pevné látky (0,85 g). Tato směs obsahuje asi 70 %

I methyl-4-kyanopyrrol-2-karboxylátu a asi 30 % 4-kyanopyrrol * -2-karboxylové kyseliny.

Příklad 3

Výroba 2,4,5-tribrompyrrol-3-karbonitrilu

K roztoku směsi vyrobené podle příkladu 2 (0,85 g) j v dioxanu se přidá hydroxid sodný (50¾ roztok ve vodě,

0,4 ml). Reakční směs se asi 12 hodin zahřívá na 80’C, potom se ochladí asi na 10’C a přidá se k ní další hydroxid sodný (50% roztok ve vodě, 1,2 ml). Potom se k reakční směsi po částech v průběhu 90 minut přidává brom (celkem 0,9 ml,

0,02 mol), přičemž teplota reakční směsi se udržuje pod 20’C. Po dokončení přídavku se chladicí lázeň odstaví, reakční směs se 90 minut míchá a potom se nalije do vody.

Vodná směs se okyselí kyselinou chlorovodíkovou a přefiltruje_? Filtrační koláč se promyje vodou a vysuší. Získá se sloučenina jmenovaná v nadpisu ve formě světle hnědé pevné látky (0,72 g).

Claims

1. Způsob výroby 2,4, 5-tribrompyrrol-3-karbonitrilu, vyznačující se tím, že se vinamidiniová sůl obecného vzorce I

Ν' ρ ΓΜ R 1 ’*· 2 ,+'^R3 X (I.) . ΐ 7 6 HX θ Ή o;soQ «.

ι ι τ < L, í. Í1 Λι

CO

Ί0 kde

R, R^, R2 a R₃ nezávisle představuje vždy alkylskupinu s 1 až 4 atomy uhlíku nebo R a Rj_ či R₂ a R₃ dohromady tvoří vždy pětičlenný nebo šestičlenný kruh, v němž seskupení RR^ či R₂R₃ představuje vždy skupinu vzorce -(CH₂)₄~ nebo -(CH₂)₅-í'a

X představuje anion;

nechá reagovat s esterem glycinu obecného vzorce II r

H₂NCH₂CO₂R₄ (II) j

-i c, kde R₄ představuje alkylskupinu s 1 až 4 atomy uhlíku;

a první bází za přítomnosti prvního rozpouštědla za vzniku směsi obsahující 4-kyanopyrrol-2-karboxylovou kyselinu a

4-kyanopyrrol-2-karboxy.lát obecného vzorce III (III)

H at kde R₄ má výše uvedený význam;

vzniklá směs se hydrolyzuje druhou bází za přítomnosti druhého rozpouštědla za vzniku soli 4-kyanopyrrol-2-karbo*xýlové kyše líny; ···»..-·..- -- τ .-.τ n r. r- na sul 4-kyanopyrrol-2-karboxylové kyseliny se nechá reagovat se třetí bází a bromačním činidlem za přítomnosti třetího rozpouštědla za vzniku požadovaného 2,4,5-tribrompyrrol-3-karbonitrilu.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že se jako první báze použije alkoxidu alkalického kovu nebo alkoxidu kovu alkalických zemin, v němž organický zbytek obsahuje vždy 1 až 6 atomů, uhlíku, jako druhé báze se .použije hydroxidu alkalického kovu nebo hydroxidu kovu alkalických zemin a jako třetí báze se použije hydroxidu alkalického kovu nebo hydroxidu kovu alkalických zemin.

3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se t í m , že se jako první báze použije methoxidu sodné,,1.,.

ho, jako druhé báze se použije hydroxidu sodného a jako třetí báze se použije hydroxidu sodného.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že se jako prvního rozpouštědla použije N,N-dimethylformamidu nebo alkoholu s 1 až 4 atomy uhlíku, jako druhého rozpouštědla se použije vody nebo etheru mísitelného s vodou nebo jejich směsi a jako třetího rozpouštědla se použije vody nebo etheru mísitelného s vodou nebo jejich směsi.

.

5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se t í m , že se jako prvního, rozpouštědla použije N,N12 dimethylformamidu, jako druhého rozpouštědla se použije vody-, dioxanu.,.. te-trahydr.of.uranu.. nebo-.j.e.jich směsi a. j.ako......

třetího rozpouštědla se použije vody, dioxanu, tetrahydrofuranu nebo jejich směsi.

6. Způsob podle nároku i, vyznačující .

se t i m , že se jako bromačního činidla použije bromu, ř pyridiniumbromidperbromidu nebo N-bromsukcinimidu. 4

7. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se t ί B , že R, Rj, R₂ a R₃ nezávisle představuje vždy alkylskupinu s 1 až 4 atomy uhlíku a X“ představuje anion zvolený ze souboru zahrnujícího BF₄”, Clo₄”, HO₂CCO₂“ a Cl”·.

8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že R, Rj, R₂ a R₃ představuje vždy methylskupinu a X” představuje anion zvolený ze souboru zahrnujícího bf₄, cio₄, ho₂cco₂ a Cl“.

9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že esteru glycinu se použije v množství přibližně 1 až 5 molárních ekvivalentů, první báze se použije v množství přibližně 2 až 6 molárních ekvivalentů, druhé báze ϊ

se použije v množství přibližné 1 až 8 molárních ekvivalen- ,j tů, třetí báze se použije v množství přibližně 4 až 8 no- ^? lárních ekvivalentů a bromačního činidla se použije v množství přibližně 3 až 9 molárních ekvivalentů.

*

10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že se vinamidiníová súl nechá reagovat s esterem glycinu a první bází při teplotě v rozmezí od asi 50 do asi 140^0, směs se hydrolyzuje druhou bází při teplotě v rozmezí od asi 25 do asi 90‘C a sůl 4-kyanopyrrol-2-karboxylové kyseliny se nechá reagovat se třetí bází a bromačním činidlem při teplotě v rozmezí od asi 0 do asi 25⁴C.