ES2343781T3 - Procedimiento para la fabricacion de derivados de tiazol con actividad plaguicida. - Google Patents

Procedimiento para la fabricacion de derivados de tiazol con actividad plaguicida. Download PDF

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ES2343781T3 ES01988714T ES01988714T ES2343781T3 ES 2343781 T3 ES2343781 T3 ES 2343781T3 ES 01988714 T ES01988714 T ES 01988714T ES 01988714 T ES01988714 T ES 01988714T ES 2343781 T3 ES2343781 T3 ES 2343781T3
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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
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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
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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
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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
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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).
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
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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
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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};
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(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;
(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.
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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.
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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.
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Ejemplos de preparación
Procedimiento general A
3-(2-Clorotiazol-5-ilmetil)-5-metil-4-nitroiminoperhidro-1,3,5-oxadiazina
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.
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Ejemplo H1
Preparación de 3-(2-clorotiazol-5-ilmetil)-5-metil-4-nitroiminoperhidro-1,3,5-oxadiazina H1a): 2-Cloro-5-clorometiltiazol
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.
H1b): 3-(2-Clorothiazol-5-ilmetil)-5-metil-4-nitroiminoperhidro-1,3,5-oxadiazina
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
Preparación de 3-(2-clorotiazol-5-ilmetil)-5-metil-4-nitroiminoperhidro-1,3,5-oxadiazina H2a): 2-Cloro-5-clorometiltiazol
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.
H2b): 3-(2-Clorotiazol-5-ilmetil)-5-metil-4-nitroiminoperhidro-1,3,5-oxadiazina
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
Preparación de 3-(2-clorotiazol-5-ilmetil)-5-metil-4-nitroiminoperhidro-1,3,5-oxadiazina H3a): 2-cloro-5-clorometiltiazol
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.
H3b): 3-(2-Clorotiazol-5-ilmetil)-5-metil-4-nitroiminoperhidro-1,3,5-oxadiazina
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
7
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
8
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
9
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
10
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
11
u opcionalmente un tautómero, en forma libre o en forma de sal en cada caso, en el que un compuesto de fórmula
12
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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