ES2343781T3 - Procedimiento para la fabricacion de derivados de tiazol con actividad plaguicida. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para la preparación de un compuesto de fórmula **(Ver fórmula)** y opcionalmente sus isómeros E/Z, mezclas de isómeros E/Z y/o tautómeros, en cada caso en forma libre o en forma de sal, en la que Q es CH ó N; Y es NO2 ó CN; Z es CHR3, O, NR3 ó S; R1 y R2 son cada uno, independientemente entre sí, hidrógeno, alquilo C1-C8 no sustituido o sustituido con R4, o juntos forman un puente alquileno que tiene dos o tres átomos de carbono que opcionalmente comprende un heteroátomo elegido del grupo que consiste en NR5, O y S, R3 es H o alquilo C1-C12 no sustituido o sustituido con R4, R4 es arilo o heteroarilo no sustituido o sustituido, y R5 es H ó alquilo C1-C12; en la que a) un compuesto de fórmula **(Ver fórmula)** que es conocido o se puede preparar por métodos conocidos, y en el que X es un grupo saliente, se hace reaccionar con un agente clorante para dar un compuesto de fórmula **(Ver fórmula)** u opcionalmente un tautómero, en cada caso en forma libre o en forma de sal; y b) el compuesto resultante de fórmula (III) se hace reaccionar con un compuesto de fórmula **(Ver fórmula)** en la que R1, R2, Y, Z y Q tienen los significados dados anteriormente para el compuesto de fórmula (I); en donde la preparación del compuesto de fórmula (III) según la fase a) del procedimiento implica una etapa de purificación en la que el producto bruto que se ha formado se trata con ácido clorhídrico acuoso.
Description
Procedimiento para la fabricación de derivados
de tiazol con actividad plaguicida.
La invención se refiere a un procedimiento para
la preparación de un compuesto de fórmula
y opcionalmente sus isómeros E/Z,
mezclas de isómeros E/Z y/o tautómeros, en cada caso en forma libre
o en forma de sal, en la
que
Q es CH ó N;
Y es NO_{2} ó CN;
Z es CHR_{3}, O, NR_{3} ó S;
R_{1} y R_{2} son cada uno,
independientemente entre sí, hidrógeno, alquilo
C_{1}-C_{8} no sustituido o sustituido con
R_{4}, o juntos forman un puente alquileno que tiene dos o tres
átomos de carbono que opcionalmente comprende un heteroátomo
elegido del grupo que consiste en NR_{5}, O y S,
R_{3} es H o alquilo
C_{1}-C_{12} no sustituido o sustituido con
R_{4},
R_{4} es arilo o heteroarilo no sustituido o
sustituido, y
R_{5} es H ó alquilo
C_{1}-C_{12}; en el que
a) un compuesto de fórmula
que es conocido o se puede preparar
por métodos conocidos, y en el que X es un grupo saliente, se hace
reaccionar con un agente clorado para dar un compuesto de
fórmula
u opcionalmente un tautómero, en
cada caso en forma libre o en forma de sal;
y
b) el compuesto resultante de fórmula (III) se
hace reaccionar con un compuesto de fórmula
que es conocido o se puede preparar
mediante métodos conocidos per se, y en el que R_{1},
R_{2}, Y, Z y Q tienen los significados dados anteriormente para
el compuesto de fórmula
(I);
en donde la preparación del compuesto de fórmula
(III) según la fase a) del procedimiento implica una etapa de
purificación en la que el producto bruto que se ha formado se trata
con ácido clorhídrico acuoso;
a un procedimiento para la preparación de un
compuesto de fórmula (III) según el procedimiento a) anterior, y al
uso de compuestos de fórmulas (II), (III) y (IV) en un procedimiento
según se ha detallado anteriormente.
La patente europea
EP-A-1031566 describe un
procedimiento para preparar
2-cloro-5-clorometiltiazol
en el que se hace reaccionar un
2-haloalilisotiocianato con un reactivo
clorante.
La patente europea
EP-A-0580553 describe un método para
preparar compuestos de fórmula (I) haciendo reaccionar un compuesto
de fórmula (III) con un compuesto de fórmula (IV).
Los compuestos de fórmula (I) son conocidos como
valiosos plaguicidas, y en la bibliografía se describen métodos
para su preparación. En particular, se describen varios
procedimientos para la preparación del compuesto clave de fórmula
(III). Sin embargo, se ha encontrado que surgen problemas
considerables respecto a la pureza de los compuestos de la fórmula
(III) anterior y también de los compuestos activos como plaguicidas
de fórmula (I) que resultan de los mismos, con estos procedimientos
de preparación conocidos en la bibliografía. Los subproductos de
los compuestos de fórmula (III) sólo se pueden separar por
destilación con grandes pérdidas de producto y mediante medidas
complejas, que requieren mucho tiempo. Estos afectan gravemente a la
estabilidad térmica de los compuestos de fórmula (III), lo que
lleva a problemas considerables y a ciclos largos en las
operaciones de producción. Además, incrementar la pureza de los
compuestos de fórmula (III) también tiene un efecto positivo en el
rendimiento conseguido en la fase posterior. Asimismo los
procedimientos conocidos tienen considerables desventajas respecto
a otros parámetros tales como, por ejemplo, rendimiento, estabilidad
en almacenamiento del compuesto de fórmula (III), duración del
ciclo de síntesis, rendimiento en volumen, eliminación de
materiales de desecho que son problemáticos desde un punto de vista
ecológico y toxicológico, reciclado de materiales de partida sin
reaccionar y similares. Por lo tanto, existe la necesidad de
pro-
porcionar mejores procedimientos para la preparación de compuestos de fórmula (I) y, en particular, de fórmula (III).
porcionar mejores procedimientos para la preparación de compuestos de fórmula (I) y, en particular, de fórmula (III).
En la bibliografía se proponen distintos métodos
para purificar los compuestos de fórmula (III), tales como, por
ejemplo, la formación del hidrocloruro del compuesto (III) en un
disolvente orgánico, la posterior filtración y la posterior
liberación del compuesto, por ejemplo añadiendo una base; purificar
el compuesto bruto de fórmula (III) por cristalización a partir de
un disolvente adecuado; purificación por evaporación del disolvente
y destilación fraccionada posterior a presión reducida; lavado de
la fase orgánica del producto con una gran cantidad de base acuosa;
u otro lavado de la fase orgánica sólida del producto con una gran
cantidad de agua.
Estos métodos tienen la desventaja de que a
menudo tienen un rendimiento relativamente bajo del compuesto de
fórmula (III) y de que la calidad del mismo es inadecuada para usar
en la fase posterior. Por ejemplo, durante la destilación
fraccionada, los componentes secundarios con un comportamiento en
cuanto a ebullición similar al de los compuestos de fórmula (III)
no se pueden separar. Si la masa de reacción se pone en contacto
con una gran catidad de agua a un pH elevado, es posible que surjan
productos de hidrólisis no deseados, lo que a su vez lleva a una
pérdida considerable de rendimiento. Además, en particular, se ha
encontrado que no se pueden observar las condiciones impuestas por
las autoridades respecto al compuesto con actividad plaguicida de
fórmula (I): incluso en los casos de elevados rendimientos y buena
calidad durante la preparación de los compuestos de fórmula (III),
el uso de los procedimientos de purificación de los compuestos (III)
hasta ahora conocidos, da lugar, en la fase posterior, a compuestos
de fórmula (I) que tienen una coloración marrón muy marcada y se
forman con rendimientos comparativamente pobres. Sorprendentemente,
ahora se ha encontrado que el criterio de que el aspecto del
producto debe ser desde blanco puro a beis se puede satisfacer
directamente con el procedimiento de purificación del compuesto de
fórmula (III) reivindicado según la invención.
Los subproductos antes mencionados que son
difíciles de separar son, entre otros, los compuestos de fórmula
El compuesto de fórmula (V) es usualmente el
subproducto más importante producido durante la preparación de los
compuestos de fórmula (III). A menudo se forma en cantidades de
6-10% en peso basado en el compuesto de fórmula
(III). Se ha encontrado que los compuestos de fórmula (V) y (VI),
incluso mediante destilación en una columna de múltiples placas o
de fraccionamiento, sólo se pueden separar de manera inadecuada.
Interfieren con la síntesis de los compuestos de fórmula (III) y
reducen el rendimiento y calidad de los mismos.
Sorprendentemente, ahora se ha encontrado un
método simple por el cual los subproductos que se forman durante la
preparación de los compuestos de fórmula (III) se pueden separar de
manera relativamente fácil. El procedimiento consiste esencialmente
en poner en contacto la masa de reacción, que comprende el compuesto
de fórmula (III) y el compuesto de fórmula
posiblemente sin reaccionar con
ácido clorhídrico acuoso, y después aislar el compuesto deseado de
fórmula (III) de manera adecuada. Una realización particular de
especial interés
es:
a1): la masa de reacción se trata, después de la
síntesis del compuesto de fórmula (III), con ácido clorhídrico
acuoso, preferiblemente ácido clorhídrico concentrado.
Particularmente cuando los disolventes usados son solubles en agua,
es ventajoso llevarlo a cabo después de la evaporación de parte o
todo el disolvente. El compuesto de fórmula (III) se transfiere
desde la mezcla de reacción formándose como sal de hidrocloruro en
la fase acuosa ácida. Los subproductos fácilmente hidrolizables se
destruyen, pero no el producto deseado. En este procedimiento de
purificación, el producto se recupera después, por ejemplo,
incrementando el pH de la fase acuosa del producto, por ejemplo
diluyendo con agua o añadiendo alguna base, y extrayendo el
compuesto de fórmula (III) liberado en un disolvente orgánico. En
una realización particularmente preferida, después se destila el
compuesto de fórmula (II) resultante.
Algunos compuestos de fórmula (I) a (IV)
contienen átomos de carbono asimétricos, como resultado de ello los
compuestos pueden estar en una forma ópticamente activa. Se pretende
que las fórmulas (I) a (IV) incluyan todas estas posibles formas
isómeras y mezclas de las mismas, por ejemplo racematos o mezclas de
isómeros E/Z.
A menos que se defina de otra manera, los
términos generales usados anteriormente y más adelante tienen los
significados que se enumeran a continuación:
a menos que se defina de otra forma, los grupos
y compuestos que contienen carbonos contienen en cada caso desde 1
hasta 8 inclusive, preferiblemente desde 1 hasta 6 inclusive,
fundamentalmente desde 1 hasta 4 inclusive, en particular 1 ó 2
átomos de carbono.
Alquilo - como grupo per se y como
elemento estructural de otros grupos y compuestos, tales como of
haloalquilo, arilalquilo o hidroxialquilo - es, en cada caso
teniendo en consideración el número de átomos de carbono presentes
en el correspondiente grupo o compuesto incluido según el caso, o
bien una cadena lineal, tal como, por ejemplo, metilo, etilo,
propilo, butilo, pentilo o hexilo, o bien ramificada, por ejemplo,
isopropilo, isobutilo, sec-butilo,
terc-butilo, isopentilo, neopentilo o isohexilo.
Alquenilo - como grupo per se y como
elemento estructural de otros grupos y compuestos, tales como
haloalquilo o arilalquenilo - es, en cada caso teniendo en
consideración el número de átomos de carbono presentes en el
correspondiente grupo o compuesto incluido según el caso, o bien una
cadena lineal, tal como, por ejemplo, vinilo,
1-metilvinilo, allilo, 1-butenilo o
2-hexenilo, o bien ramificada, tal como, por
ejemplo, isopropenilo.
Alquinilo - como grupo per se y como
elemento estructural de otros grupos y compuestos, tales como of
haloalquinilo - es, en cada caso teniendo en consideración el número
de átomos de carbono presentes en el correspondiente grupo o
compuesto incluido según el caso, o bien una cadena lineal, tal
como, por ejemplo, propargilo, 2-butinilo o
5-hexinilo, o bien ramificada, tal como, por
ejemplo, 2-etinilpropilo o
2-propargilisopropilo.
Cicloalquilo C_{3}-C_{6} es
ciclopropilo, ciclobutilo, ciclopentilo o ciclohexilo,
particularmente ciclohexilo.
Arilo es fenilo o naftilo, particularmente
fenilo.
Heteroarilo se entiende que significa un anillo
aromático monocíclico de cinco a siete miembros que contiene de uno
a tres heteroátomos elegidos del grupo que consiste en N, O y S,
particularmente N y S, o un heteroarilo bicíclico que puede,
independientemente entre sí, contener uno o más heteroátomos,
elegidos de N, O y S bien sólo en un anillo, tal como, por ejemplo,
en quinolinilo, quinoxalinilo, indolinilo, benzotiofenilo o
benzofuranilo, o bien en ambos anillos, tal como, por ejemplo, en
pteridinilo o purinilo. Se da preferencia a piridilo, pirimidinilo,
tiazolilo y benzotiazolilo.
Halógeno - como grupo per se y como
elemento estructural de otros grupos y compuestos, tales como
haloalquil, haloalquenil y haloalquinil - es flúor, cloro, bromo o
yodo, en particular flúor, cloro o bromo, particularmente cloro o
bromo, muy particularmente cloro.
Los grupos y compuestos que contienen carbonos
sustituidos con halógeno, tales como haloalquilo o haloalquenilo,
pueden estar parcialmente halogenados o perhalogenados, en los que
en caso de halogenación múltiple, los sustituyentes halogenados
pueden ser idénticos o diferentes. Ejemplos de haloalquilo - como
grupo per se y como elemento estructural de otros grupos y
compuestos, tales como haloalquenilo - son metilo desde mono- hasta
trisustituido con flúor, cloro y/o bromo, tal como CHF_{2} ó
CF_{3}; etilo desde mono- hasta pentasustituido con flúor, cloro
y/o bromo, tal como CH_{2}CF_{3}, CF_{2}CF_{3},
CF_{2}CCl_{3}, CF_{2}CHCl_{2}, CF_{2}CHF_{2},
CF_{2}CFCl_{2}, CF_{2}CHBr_{2}, CF_{2}CHClF, CF_{2}CHBrF
ó CClFCHClF; propilo o isopropilo desde mono- hasta hepta
sustituido con flúor, cloro y/o bromo, tal como
CH_{2}CHBrCH_{2}Br, CF_{2}CHFCF_{3},
CH_{2}CF_{2}CF_{3} ó CH(CF_{3})_{2}; y
butilo o uno de sus isómeros desde mono- hasta nonasustituido con
flúor, cloro y/o bromo, tal como
CF(CF_{3})CHFCF_{3} ó CH_{2}(CF_{2})
_{2}CF_{3}. Haloalquenilo es p. ej. CH_{2}CH=CHCl,
CH_{2}CH=CCl_{2}, CH_{2}CF=CF_{2} ó
CH_{2}CH=CHCH_{2}Br.
Un grupo saliente X se entiende, anteriormente y
más adelante, que significa todos los grupos que son adecuados para
escindir habitualmente en las reacciones químicas, como sabe el
experto en la técnica; particularmente halógenos, tales como flúor,
cloro, bromo, yodo, -O-C(=O)-A,
-O-P(=O)(-A)_{2},
-O-Si(alquilo
C_{1}-C_{8})_{3}, -O-(alquilo
C_{1}-C_{8}), -O-arilo,
-O-S(=O)_{2}A,
-S-P(=O)(-A)_{2},
-S-P(=S)(-A)_{2}, -S-(alquilo
C_{1}-C_{8}), -S-arilo,
-S(=O)A, -S(=O)_{2}A, ó
-O-C(=O)-A, en las que A es alquilo
C_{1}-C_{8} opcionalmente sustituido, alquenilo
C_{2}-C_{8}, alquinilo
C_{2}-C_{8}, arilo opcionalmente sustituido,
bencilo opcionalmente sustituido, alcoxi
C_{1}-C_{8} o di-(alquil
C_{1}-C_{8})amina, en donde los grupos
alquilo son independientes entre sí; NO_{3} NO_{2}, o sulfato,
sulfito, fosfato, fosfito, carboxilato, imino ésteres, N_{2} o
carbamato.
Algunos compuestos de fórmula (I) a (IV) pueden
estar presentes como tautómeros. Por lo tanto se ha de entender
anteriormente y más adelante que estos compuestos también indican
sus correspondientes tautómeros, incluso si estos últimos no se
mencionan específicamente en cada caso.
Compuestos de fórmula (I) a (IV) que tienen al
menos un centro básico pueden formar, por ejemplo, sales de adición
de ácido. Estas se forman, por ejemplo, con ácidos inorgánicos
fuertes, tales como ácidos minerales, p. ej. ácido perclórico,
ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido nitroso, un ácido fosfórico o
un haluro de hidrógeno, con ácidos carboxílicos orgánicos fuertes,
tales como opcionalmente, p. ej. ácidos alcanocarboxílicos
C_{1}-C_{4} sustituidos con halógeno, p. ej.
ácido acético, tales como ácidos dicarboxílicos opcionalmente
insaturados, p. ej. ácido oxálico, ácido malónico, ácido succínico,
ácido maleico, ácido fumárico o ácido ftálico, tales como ácidos
hidroxicarboxílicos, p. ej. ácido ascórbico, ácido láctico, ácido
málico, ácido tartárico o ácido cítrico, o tales como ácido
benzoico, o con ácidos sulfónicos orgánicos, tales como
opcionalmente, p. ej. ácidos
alcano(C_{1}-C_{4})- o arilsulfónicos
sustituidos con halógeno, p. ej. ácido metano- o
p-toluenosulfónico. Además, compuestos de fórmula
(I) a (IV) con al menos un grupo ácido pueden formar sales con
bases. Sales adecuadas con bases son, por ejemplo, sales metálicas,
tales como sales de metales alcalinos o de metales
alcalinotérreos, p. ej. sales de sodio, potasio o magnesio, o sales
con amonio o una amina orgánica, tal como morfolina, piperidina,
pirrolidina, una (mono-, di- o tri-alquilo
inferior)amina, p. ej. etil-, dietil-, trietil- o
dimetil-propilamina, o una mono-, di- o
trihidroxi-(alquilo inferior)amina, p. ej. mono-, di- o
trietanolamina. Además, en algunos ejemplos, se pueden formar las
correspondientes sales internas. Se ha de entender anteriormente y
más adelante que los compuestos de fórmula (I) a (IV) significan
tanto los compuestos de fórmula (I) a (IV) en forma libre como las
sales correspondientes. La correspondiente afirmación se aplica a
los tautómeros de los compuestos de fórmula (I) a (IV) y sus sales.
En el caso de los compuestos de fórmula (I) y (III), generalmente
se da preferencia en cada caso a un procedimiento para preparar la
forma libre.
Dentro del alcance de la invención, se da
preferencia a
(1) un procedimiento para la preparación de un
compuesto de fórmula (I) en el que R_{1} y R_{2} en los
compuestos de fórmula (I) y (IV) son ambos, independientemente entre
sí, hidrógeno o alquilo C_{1}-C_{4}, o juntos
son un puente alquileno de dos o tres miembros que opcionalmente
contiene un heteroátomo del grupo que consiste en NR_{5}, O y S,
y R_{5} es H ó alquilo C_{1}-C_{4};
particularmente hidrógeno o juntos forman un
puente alquileno de dos o tres miembros que opcionalmente contine
un heteroátomo del grupo que consiste en NR_{5} y O, y R_{5} es
alquilo C_{1}-C_{4};
en particular R_{1} y R_{2} juntos son
-CH_{2}-O-CH_{2}-,
-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}- ó
-CH_{2}-CH_{2}-;
(2) un procedimiento según el punto (1) anterior
para la preparación de un compuesto de fórmula (I) en el que Q es
N;
(3) un procedimiento según los puntos (1) y (2)
anteriores para la preparación de un compuesto de fórmula (I) en el
que Y es NO_{2};
(4) un procedimiento según los puntos (1) a (3)
anteriores para la preparación de un compuesto de fórmula (I) en el
que Z es NR_{3} y R_{3} es H ó alquilo
C_{1}-C_{4};
\newpage
(5) un procedimiento según los puntos (1) a (4)
anteriores, en el que, en la fase a) del procedimiento, la
temperatura de reacción está en el intervalo de -30ºC hasta el punto
de ebullición del disolvente; particularmente de -20ºC a +60ºC; en
particular entre +40ºC y +60ºC, asimismo preferiblemente a +10ºC
hasta +30ºC,
(6) un procedimiento según los puntos (1) a (5)
anteriores, en el que X en el compuesto de fórmula (II) es
halógeno, tal como flúor, cloro, bromo, yodo,
-O-C(=O)-A,
-O-P(=O)(-A)_{2},
-O-S(=O)_{2}A,
-S-P(=O)(-A)_{2},
-S-P(=S)(-A)_{2},
-S(=O)A, ó -S(=O)_{2}A, en donde A es alquilo C_{1}-C_{8} opcionalmente sustituido, alquenilo C_{2}-C_{8}, alquinilo C_{2}-C_{8}, arilo opcionalmente sustituido, bencilo opcionalmente sustituido, alcoxi C_{1}-C_{8} ó di-(alquil C_{1}-C_{8})amina, en donde los grupos alquilo son independientes entre sí; particularmente en donde X es cloro, bromo o yodo; en particular cloro o bromo; muy particularmente preferiblemente en donde X es cloro;
-S(=O)A, ó -S(=O)_{2}A, en donde A es alquilo C_{1}-C_{8} opcionalmente sustituido, alquenilo C_{2}-C_{8}, alquinilo C_{2}-C_{8}, arilo opcionalmente sustituido, bencilo opcionalmente sustituido, alcoxi C_{1}-C_{8} ó di-(alquil C_{1}-C_{8})amina, en donde los grupos alquilo son independientes entre sí; particularmente en donde X es cloro, bromo o yodo; en particular cloro o bromo; muy particularmente preferiblemente en donde X es cloro;
(7) un procedimiento según los puntos (1) a (6)
anteriores, en el que la fase acuosa durante la formación de la
mezcla de reacción del compuesto de fórmula (III) tiene un pH
inferior a 4; preferiblemente inferior a 2; en particular inferior
a 1.
(8) un procedimiento según los puntos (1) a (7)
anteriores, en los que la extracción del compuesto de fórmula (III)
en la formación de la variante a1) se lleva a cabo en ácido
clorhídrico acuoso; ácido clorhídrico acuoso con una concentración
de 10 a 50% en peso, particularmente 30 a 40% en peso, en particular
37% en peso, es particularmente adecuado.
(9) un procedimiento según los puntos (1) a (8)
anteriores para la preparación de tiametoxam, conocido a partir de
la solicitud de patente internacional WO 98/32747; y de
Ti-435 (clotianidina), conocida a partir de la
patente europea EP-A-446913.
\vskip1.000000\baselineskip
Etapa a) del
procedimiento
La reacción de la etapa a) del procedimiento,
descrita anteriormente y más adelante se lleva a cabo, cuando es
necesario, en un recipiente sellado, a presión, en atmósfera de gas
inerte y/o en condiciones anhidras. En los ejemplos se dan
condiciones de reacción particularmente ventajosas.
Agentes clorantes adecuados son, en particular,
cloro, POCl_{3}, PCl_{3}, PCl_{5} ó SO_{2}Cl_{2};
preferiblemente cloro o SO_{2}Cl_{2}, muy particularmente una
mezcla de cloro y SO_{2}Cl_{2} o de cloro y SO_{2}.
Los reactivos pueden en cada caso hacerse
reaccionar entre sí tal y como están, esto es, sin la adición de
disolvente o diluyentes, p. ej. en estado fundido. Sin embargo, en
la mayoría de los casos, es ventajoso añadir un disolvente inerte o
un diluyente aprótico en las condiciones de reacción, o una mezcla
de los mismos. Los ejemplos de tales disolventes o diluyentes que
pueden mencionarse son: hidrocarburos aromáticos, alifáticos y
alicíclicos e hidrocarburos halogenados, tales como benceno,
tolueno, xileno, mesitileno, tetralina, clorobenceno,
diclorobenceno, bromobenceno, nitrobenceno, nitrometano, nitroetano,
éter de petróleo, hexano, ciclohexano; diclorometano,
triclorometano, tetraclorometano, 1,2-dicloroetano,
1,1,1-tricloroetano,
1,1,2,2-tetracloroetano o tetracloroeteno; éteres,
tales como éter dietílico, éter dipropílico, éter diisopropílico,
éter dibutílico, terc-butil metil éter,
etilenglicol dimetil éter, dimetoxi dietíl éter, tetrahidrofurano o
dioxano; amidas tales como N,N-dimetilformamida,
N,N-dietilformamida,
N,N-dimetilacetamida,
N-metilpirrolidona o hexametilfosforamida;
nitrilos, tales como acetonitrilo o propionitrilo; y sulfóxidos,
tales como dimetil sulfóxido; nitrocompuestos, tales como
nitrometano o nitrobenceno; o mezclas de tales disolventes.
Disolventes particularmente preferidos son
disolventes apolares, apróticos, inmiscibles en agua, tales como
hidrocarburos halogenados, tales como alcanos halogenados y
compuestos aromáticos halogenados, tales como diclorometano,
cloroformo, tetraclorometano, 1,2-dicloroetano,
1,1,1-tricloroetano,
1,2,3-tricloropropano,
1,1,2,2-tetracloroetano,
1,2-dicloroeteno, 1-cloropropano,
clorobenceno o 1,2-diclorobenceno; o mezclas de
tales disolventes. Sin embargo, también son adecuados disolventes
polares apróticos; por ejemplo nitrometano o nitrobenceno;
carbonitrilos, tales como acetonitrilo, propionitrilo o
butironitrilo; carboxamidas, tales como formamida,
N-metilformamida,
N,N-dimetilformamida,
N-metilacetamida,
N,N-dimetilacetamida o
1-metilpirrolidin-2-ona;
sulfóxidos, tales como dimetil sulfóxido; sulfolano;
hexametilfosforamida;
1,3-dimetilimidazolidin-2-ona;
un derivado de urea, tal como tetrametilurea; o mezclas de tales
disolventes.
Si la reacción según la etapa a) del
procedimiento se lleva a cabo en un disolvente miscible en agua,
para la extracción con ácido según la variante a1), se debe añadir
un disolvente adicional que sea inmiscible con agua e inerte frente
al ácido. Disolventes adecuados para este propósito son, entre
otros, particularmente disolventes inmiscibles en agua dados
anteriormente como preferidos, y también disolventes aromáticos,
tales como, por ejemplo, benceno, tolueno o xileno.
La extracción preferiblemente viene seguida por
una etapa de purificación adicional, por ejemplo distilación o
cristalización, del producto purificado previamente de fórmula
(III).
Se ha encontrado que los subproductos no
cíclicos y los compuestos sin grupos nitrogenados básicos permanecen
en la fase del disolvente y se pueden separar con el disolvente. En
relación con esto, la extracción se puede llevar a cabo por lotes o
de forma continua en una columna de extracción en contracorriente.
La posterior extracción del producto de fórmula (III) de la fase
acuosa se lleva a cabo, por ejemplo, con un disolvente inerte,
inmiscible en agua. La extracción posterior también se puede llevar
a cabo por lotes o continuamente. Por consiguiente, el disolvente
se separa por destilación a presión reducida, y la masa fundida de
producto que queda o bien se usa directamente en fases de síntesis
posteriores, o, si se desea, se llevan a cabo operaciones de
purificación adicionales, por ejemplo destilación.
\vskip1.000000\baselineskip
Etapa b) del
procedimiento
Los reactivos pueden en cada caso hacerse
reaccionar entre sí tal y como están, esto es, sin la adición de
disolvente o diluyentes, p. ej. en estado fundido. En la mayoría de
los casos, sin embargo, es ventajosa la adición de un disolvente o
diluyente inerte, o una mezcla de los mismos. Ejemplos de tales
disolventes o diluyentes son: hidrocarburos e hidrocarburos
halogenados aromáticos, alifáticos y alicíclicos tales como benceno,
tolueno, xileno, mesitileno, tetralina, clorobenceno,
diclorobenceno, bromobenceno, nitrobenceno, nitrometano, éter de
petróleo, hexano, ciclohexano, diclorometano, triclorometano,
tetraclorometano, dicloroetano, tricloroeteno o tetracloroeteno;
ésteres, tales como acetato de etilo, acetato de metilo, carbonato
de dimetilo, carbonato de dietilo, acetato de etoxietilo, acetato
de metoxietilo, formiato de etilo; éteres tales como éter dietílico,
éter dipropílico, éter diisopropílico, éter dibutílico,
terc-butil metil éter, éter monometílico de
etilenglicol, éter monoetílico de etilenglicol, éter dimetílico de
etilenglicol, éter dimetoxidietílico, tetrahidrofurano o dioxano;
cetonas, tales como acetona, metil etil cetona o metil isobutil
cetona; alcoholes, tales como metanol, etanol, propanol,
isopropanol, butanol, etilenglicol o glicerol; amidas tales como
N,N-dimetilformamida,
N,N-dietilformamida,
N,N-dimetilacetamida,
N-metilpirrolidona o hexametilfosforamida; nitrilos,
tales como acetonitrilo o propionitrilo; y sulfóxidos, tales como
dimetil sulfóxido; o mezclas de tales disolventes. Si la reacción
respectiva se lleva a cabo en presencia de una base, las bases que
se emplean en exceso, tales como trietilamina, piridina,
N-metilmorfolina o
N,N-dietilanilina, pueden actuar también como
disolventes o diluyentes. Disolventes adecuados en cada caso se dan
en los ejemplos. También es ventajosa la adición de catalizadores,
tales como, por ejemplo, catalizadores de transferencia de
fase.
La reacción se lleva a cabo preferiblemente a
una temperatura de aproximadamente 0ºC a aproximadamente +180ºC,
particularmente a aproximadamente +10ºC a aproximadamente +80ºC, en
muchos casos entre temperatura ambiente y la temperatura de reflujo
del disolvente. En una realización particularmente preferida de la
etapa b) del procedimiento, un compuesto de fórmula (IV) se hace
reaccionar de 0ºC a 120ºC, particularmente de 20ºC a 80ºC,
preferiblemente de 30ºC a 70ºC, en un éster, particularmente en
carbonato de dimetilo, y preferiblemente en presencia de una base,
particularmente K_{2}CO_{3}.
Preferiblemente la reacción se lleva a cabo a
presión atmosférica. El tiempo de tiempo de reacción no es crítico;
se da preferencia a un tiempo de reacción de 0,1 a 48 horas,
particularmente 0,5 a 12 horas. El producto se aisla usando métodos
habituales, por ejemplo por filtración, cristalización, destilación
o cromatografía o cualquier combinación adecuada de estos métodos.
Los rendimientos logrados normalmente son buenos. A menudo se puede
obtener un rendimiento del 80% del valor teórico. Las condiciones
preferidas bajo las que la reacción se lleva a cabo se dan en los
ejemplos.
Las sales de los compuestos de fórmula (I) a
(IV) se pueden preparar de manera conocida per se. De este
modo, por ejemplo, se obtienen sales de adición de ácidos por
tratamiento con un ácido adecuado o con un reactivo intercambiador
iónico adecuado, y se obtienen sales con bases por tratamiento con
una base adecuada o con un reactivo intercambiador iónico
adecuado.
Las sales de compuestos de fórmula (I) a (IV) se
pueden convertir en los compuestos libres de fórmula (I) a (IV) de
manera habitual, las sales de adición de ácidos p. ej. por
tratamiento con un agente básico adecuado o una resina de
intercambio iónico, y sales con bases p. ej. por tratamiento con un
ácido adecuado o un reactivo de intercambio iónico adecuado.
Las sales de los compuestos de fórmula (I) a
(IV) pueden convertirse de una manera conocida per se en
otras sales de los compuestos de fórmula (I) a (IV), las sales de
adición de ácidos, por ejemplo, en otras sales de adición de
ácidos, por ejemplo, por tratamiento de una sal de ácido inorgánico,
tal como hidrocloruro, con una sal metálica adecuada, tal como sal
sódica, bárica o de plata, de un ácido, por ejemplo, con acetato de
plata, en un disolvente adecuado en el que la sal inorgánica que se
forma, p. ej. cloruro de plata, sea insoluble y precipite de este
modo en la mezcla de reacción.
Dependiendo del procedimiento y de las
condiciones de reacción, los compuestos de fórmula (I) a (IV) que
tienen la propiedad de formar sales se pueden obtener en forma
libre o en forma de sales.
Los compuestos de fórmula (I) a (IV) y, en cada
caso opcionalmente sus tautómeros, en cada caso en forma libre o en
forma de sal, pueden estar en forma de uno de los posibles isómeros,
o como una mezcla de éstos, p. ej., en forma de isómeros puros,
tales como enantiómeros y/o diastereoisómeros, o como mezclas de
isómeros, tales como mezclas de enantiómeros, por ejemplo
racematos, mezclas de diastereoisómeros o mezclas de racematos,
dependiendo del número, configuración absoluta y relativa de los
átomos de carbono asimétricos que existen en la molécula, y/o
dependiendo de la configuración de los dobles enlaces no aromáticos
que existen en la molécula; la invención se refiere tanto a los
isómeros puros como a todas las posibles mezclas de isómeros y esto
se ha de entender según lo anterior y lo que viene a continuación
incluso si los detalles estereoquímicos no se mencionan
específicamente en cada caso.
Las mezclas de diastereoisómeros y las mezclas
de racematos de los compuestos de fórmula (I) a (IV) o sales de los
mismos que se pueden obtener según el procedimiento - dependiendo de
la elección de los materiales de partida y procedimientos - o de
otra forma se pueden separar en diastereoisómeros o racematos
basándose en las diferencias fisicoquímicas de los constituyentes
de manera conocida, por ejemplo por cristalización fraccionada,
destilación y/o cromatografía.
Las mezclas de enantiómeros, tales como
racematos, que pueden obtenerse de una manera similar, pueden
resolverse en los isómeros ópticos mediante métodos conocidos, por
ejemplo mediante recristalización en un disolvente ópticamente
activo, mediante cromatografía sobre adsorbentes quirales, por
ejemplo cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) sobre
acetilcelulosa, con la ayuda de microorganismos adecuados, mediante
escisión con enzimas inmovilizadas específicas, por medio de la
formación de compuestos de inclusión, por ejemplo usando éteres
corona quirales, en los que solamente un enantiómero está
complejado, o mediante conversión en sales diastereroméricas, por
ejemplo, haciendo reaccionar un racemato con un extremo básico con
un ácido ópticamente activo, tal como un ácido carboxílico, por
ejemplo ácido derivado del alcanfor, ácido tartárico, ácido málico,
o ácido sulfónico, por ejemplo, ácido alcanforsulfónico, y separando
la mezcla de diastereoisómeros que pueden obtenerse de esta manera,
por ejemplo, mediante cristalización fraccionada basada en sus
diferentes solubilidades, para proporcionar los diastereoisómeros,
a partir de los cuales el enantiómero deseado puede liberarse por
la acción de agentes adecuados, por ejemplo, agentes básicos.
Aparte de obtenerlos separando las
correspondientes mezclas de isómeros, también es posible obtener
diastereoisómeros o enantiómeros puros según la invención mediante
métodos generalmente conocidos de síntesis diastereoselectiva o
enantioselectiva, p. ej. llevando a cabo los procedimientos según la
invención con materiales de partida con la estereoquímica
apropiada.
Los compuestos de fórmula (I) a (IV) y sales de
los mismos también se pueden obtener en forma de sus hidratos y/o
incluyen otros disolventes usados, por ejemplo, opcionalmente para
la cristalización de compuestos presentes en forma sólida.
La invención se refiere a todas las
realizaciones del proceso según las cuales un compuesto que se puede
obtener en cualquier fase del procedimiento como material de
partida o producto intermedio, y todas o algunas de las etapas que
faltan se llevan a cabo, o se emplea un material de partida en forma
de derivado o sal y/o sus racematos o antípodas o, en particular,
formas en las condiciones de reacción.
Los compuestos de fórmula (I), (III) y (IV) que
se pueden obtener según el procedimiento o de otra forma, se pueden
convertir en otros compuestos correspondientes de manera conocida
per se.
En los procedimientos de la presente invención,
se da preferencia a los que emplean materiales de partida e
intermedios, en cada caso en forma libre o en forma de sal, que
conducen a compuestos de fórmula (I) descritos al principio como
particularmente valiosos, o sales de los mismos.
La presente invención proporciona además el
procedimiento para la preparación de un compuesto de fórmula (III)
a partir de un compuesto de fórmula (II) según la etapa a) del
procedimiento como se describe anteriormente.
La invención se refiere, en particular, a los
procedimientos de preparación descritos en los ejemplos.
Los compuestos de fórmula (II) y (IV) son
conocidos, por ejemplo como intermedios en la preparación de
plaguicidas, o se pueden preparar mediante procedimientos conocidos
per se.
\vskip1.000000\baselineskip
Procedimiento general
A
Se carga un matraz de sulfonación con 184 g de
3-metil-4-nitroiminoperhidro-1,3,5-oxadiazina
al 100% en 400 g de carbonato de dimetilo, y se añaden 168 g de
2-cloro-5-clorometiltiazol
al 100%, que se prepara según el método descrito en el ejemplo
H1a), H2a) o H3a). Esta mezcla se calienta hasta 65ºC. Una mezcla
que consiste en 350 g de carbonato de dimetilo, 4 g de hidróxido de
tetrametilamonio pentahidratado y 242 g de carbonato de potasio en
polvo se dosifica a lo largo de 60 minutos, agitando de 60ºC a 70ºC.
La mezcla de reacción se agita hasta que la conversión de
2-cloro-5-clorometiltiazol
es superior al 99% (comprobación por LC).
Después la mezcla de reacción se enfría, y se
añaden 600 g de agua. Usando aproximadamente 260 g de ácido
clorhídrico al 32%, se ajusta el pH a 6,5, y se deja para permitir
la separación de fases, y se separa la fase orgánica. La fase
orgánica se concentra por evaporación a 60ºC a presión reducida
hasta un peso final de 600 g. La mezcla se enfría lentamente hasta
0-5ºC y se mantiene a esta temperatura durante una
hora. La suspensión que se forma se filtra después y el producto
sólido resultante se seca.
\newpage
Ejemplo
H1
Se introducen 87,7 g de
2-cloro-3-isotiocianato-1-propeno
a 20ºC en 100 ml de acetonitrilo, y se añaden 8,9 g de cloruro de
sulfurilo (0,05 mol) a la mezcla de reacción. Después se introducen
41,5 g de cloro a lo largo de 2 horas hasta que no se puede
detectar exceso del material de partida, y la disolución de reacción
se agita durante una hora a 40ºC y después se separan por
destilación en gran parte el acetonitrilo y HCl hasta una presión
reducida final de 20 mbar. Se añaden 200 ml de tolueno al fundido
bruto que queda, y el producto disolución toluenico se extrae
usando un total de 250 g de ácido clorhídrico al 37% en 4 partes.
Los extractos acuosos que contienen el hidrocloruro de
2-cloro-5-clorometiltiazol
se purifican y, después de la adición de 200 ml de tolueno, se
neutralizan parcialmente con 250 g de disolución de hidróxido de
sodio al 30%. Se separan por destilación sucesivamente tolueno y
después
2-cloro-5-clorometiltiazol
de la fase toluénica hasta una presión reducida final de
5-10 mbar en la cabeza. Esto da 86 g de
2-cloro-5-clorometiltiazol
con un contenido del 98%. Rendimiento: 76% del teórico basado en
2-cloro-3-isotiocianato-1-propeno.
La preparación del producto final se lleva a
cabo de la misma manera que se describe en el Procedimiento general
A, usando
2-cloro-5-clorometiltiazol
que se ha preparado según el método descrito en el Ejemplo H1a). El
contenido del producto resultante es 98-99%, y el
color es beis. El rendimiento es 76-77% del
teórico.
Ejemplo
H2
Se dosifican 139 g de cloruro de sulfurilo en
una disolución de 133,6 g de
2-cloro-3-isotiocianato-1-propeno
en 260 g de clorobenceno a 45-50ºC a lo largo de 5
horas. Después se agita la mezcla de reacción durante una hora
adicional a 45-50ºC. Después se ajusta la presión a
120 mbar, y la temperatura a 50-55ºC, y se agita la
mezcla durante una hora en estas condiciones para eliminar el gas.
Se enfría la mezcla de reacción a 20-25ºC y se
extrae con un total de 460 g de ácido clorhídrico al 37% en cuatro
partes. Cada vez se separa la fase acuosa. Las fases acuosas
combinadas se diluyen con 580 g de agua, y el producto se vuelve a
extraer con un total de 170 g de clorobenceno en dos partes.
Después se separa por destilación el disolvente a
60-65ºC/20-30 mbar, y el producto
bruto se separa por destilación a 115ºC/5-10 mbar.
Esto da 117,1 g de
2-cloro-5-clorometiltiazol
con un contenido del 99%, que corresponde a un rendimiento del 69%
del teórico basado en
2-cloro-3-isotiocianato-1-propeno.
La preparación del producto final se lleva a
cabo de la misma manera que se describe en el Procedimiento general
A, usando
2-cloro-5-clorometiltiazol
que se ha preparado según el método descrito en el Ejemplo H2a). El
contenido del producto resultante es 98-99%, y el
color es beis pálido. El rendimiento es 77-78% del
teórico.
Ejemplo
H3
Se dosifican 139 g de cloruro de sulfurilo en
una disolución de 133,6 g de
2-cloro-3-isotiocianato-1-propeno
en 250 g de 1,2-dicloroetano a
45-50ºC a lo largo de 4 horas. Después se agita la
mezcla de reacción durante 2 horas adicionales a
45-50ºC. Se enfría la mezcla de reacción a
20-25ºC y se extrae con un total de 460 g de ácido
clorhídrico al 37% en cuatro partes. Cada vez se separa la fase
acuosa. Las fases acuosas combinadas se diluyen con 580 g de agua,
y el producto se vuelve a extraer con un total de 170 g de
1,2-dicloroetano en dos partes. Después se separa
por destilación el disolvente a
60-65ºC/20-30 mbar, y el producto
bruto se separa por destilación a 115ºC/5-10 mbar.
Esto da 119 g de
2-cloro-5-clorometiltiazol
con un contenido del 99%, que corresponde a un rendimiento del 70%
del teórico basado en
2-cloro-3-isotiocianato-1-propeno.
La preparación del producto final se lleva a
cabo de la misma manera que se describe en el Procedimiento general
A, usando
2-cloro-5-clorometiltiazol
que se ha preparado según el método descrito en el Ejemplo H3a). El
contenido del producto resultante es 98-99%, y el
color es beis pálido. El rendimiento es 77-78% del
teórico.
Claims (4)
1. Un procedimiento para la preparación de un
compuesto de fórmula
y opcionalmente sus isómeros E/Z,
mezclas de isómeros E/Z y/o tautómeros, en cada caso en forma libre
o en forma de sal, en la
que
Q es CH ó N;
Y es NO_{2} ó CN;
Z es CHR_{3}, O, NR_{3} ó S;
R_{1} y R_{2} son cada uno,
independientemente entre sí, hidrógeno, alquilo
C_{1}-C_{8} no sustituido o sustituido con
R_{4}, o juntos forman un puente alquileno que tiene dos o tres
átomos de carbono que opcionalmente comprende un heteroátomo
elegido del grupo que consiste en NR_{5}, O y S,
R_{3} es H o alquilo
C_{1}-C_{12} no sustituido o sustituido con
R_{4},
R_{4} es arilo o heteroarilo no sustituido o
sustituido, y
R_{5} es H ó alquilo
C_{1}-C_{12}; en la que
a) un compuesto de fórmula
que es conocido o se puede preparar
por métodos conocidos, y en el que X es un grupo saliente, se hace
reaccionar con un agente clorante para dar un compuesto de
fórmula
u opcionalmente un tautómero, en
cada caso en forma libre o en forma de sal;
y
b) el compuesto resultante de fórmula (III) se
hace reaccionar con un compuesto de fórmula
en la que R_{1}, R_{2}, Y, Z y
Q tienen los significados dados anteriormente para el compuesto de
fórmula
(I);
en donde la preparación del compuesto de fórmula
(III) según la fase a) del procedimiento implica una etapa de
purificación en la que el producto bruto que se ha formado se trata
con ácido clorhídrico acuoso.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la formación del compuesto de fórmula (III) en la etapa
a) del procedimiento implica una extracción del compuesto de fórmula
(III) con ácido clorhídrico de concentración entre 10 y 50% en
peso.
3. Un procedimiento según la reivindicación 1 o
la reivindicación 2, en el que la etapa a) del procedimiento se
lleva a cabo en un disolvente apolar, aprótico.
4. Un procedimiento para la preparación de un
compuesto de fórmula
u opcionalmente un tautómero, en
forma libre o en forma de sal en cada caso, en el que un compuesto
de
fórmula
u opcionalmente un tautómero, en
forma libre o en forma de sal en cada caso, en el que X es un grupo
saliente, se hace reaccionar con un agente
clorante,
en donde la preparación del compuesto de fórmula
(III) implica una etapa de purificación en la que la masa de
reacción que se ha formado se trata con ácido clorhídrico
acuoso.
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