HU216340B

HU216340B - Eljárás 2,4,5-tribróm-pirrol-3-karbonitril előállítására

Info

Publication number: HU216340B
Application number: HU9403715A
Authority: HU
Inventors: Victor Marc Kamhi
Original assignee: American Cyanamid Co.
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1994-12-21
Publication date: 1999-06-28
Also published as: IL112103A0; CZ308994A3; EP0661263A2; TW239124B; JP3544727B2; US5359089A; ATE200776T1; DK0661263T3; CA2138587A1; ES2157232T3; BR9405186A; DE69427148T2; EP0661263B1; CN1106799A; AU8162394A; SG47712A1; DE69427148D1; HU9403715D0; EP0661263A3; HUT71095A

Abstract

A találmány szerinti új eljárással mőllűszkicid hatású 2,4,5-tribróm-pirről-3-karbőnitrilt állítanak elő őly módőn, hőgy egy (I) általánősképletű vinamidíniűmsót, ahől a képletben R, R1, R2 és R3 jelentéseegymástól függetlenül 1–4 szénatőmős alkilcsőpőrt, vagy R és R1 együttés R2 és R3 együtt egy 5 vagy 6 tagú gyűrűt képezhet, amely gyűrűkbenRR1 és R2R3 jelentése –(CH2)4– vagy –(CH2)5–; Xť jelentése egy aniőn;egy (II) általánős képletű glicin-észterrel, ahől a képletben R4jelentése 1–4 szénatőmős alkilcsőpőrt; és egy első bázissalreagáltatnak egy első őldószer jelenlétében, majd a kapőtt 4-cianő-pirről-2-karbőnsavból és a (III) általánős képletű 4-cianő-pirről-2-karbőxilátból, ahől a képletben R4 jelentése a fentiekbenmegadőttakkal azőnős, álló elegyet egy másődik bázissal egy másődikőldószerben hidrőlizálják, majd a kapőtt 4-cianő-pirről-2-karbőnsav-sót egy harmadik bázissal és egy brómőzószerrel egy harmadik őldószerjele létében reagáltatják. ŕ

Description

A találmány tárgya új eljárás molluszkicid hatású 2,4,5tribróm-pirrol-3-karbonitril előállítására.

Az US 5 162 308 és 5204332 számú szabadalmi leírásokban inszekticid, akaricid és molluszkicid szerként alkalmazható pirrol-karbonitril- és nitro-pirrol-származékokat ismertetnek. Ezekben a szabadalmi leírásokban hivatkoznak a 2,4,5-tribróm-pirrol-3-karbonitrilre is, megemlítve ennek molluszkicid alkalmazását, és előállítását pirrol-3-karbonitril brómozásával. A kiindulási anyagként alkalmazott pirrol-3-karbonitril, valamint származékainak az előállítása bonyolult és nehézkes. Az irodalomból ismert módszerek, mint például A. M. van Leusen és munkatársai: Tetrahedron Letters, 5337 (1972) irodalmi helyen ismertetett eljárások hozamértékei 10% vagy még ennél is kevesebb.

Az US 5 008403 számú szabadalmi leírásban a

2,4,5-tribróm-pirrol-3-karbonitril előállítását 2-(trihalogén-acetil)-pirrol-4-karbonitril-származékokból ismertetik. Ez az eljárás azonban nem alkalmas a 2,4,5tribróm-pirrol-3-karbonitril ipari méretű előállítására.

Fentiek ismeretében célul tűztük ki, hogy a 2,4,5tribróm-pirrol-3-karbonitril előállítására új, és az eddigieknél hatásosabb eljárást dolgozzunk ki.

Meglepő módon úgy találtuk, hogy a 2,4,5-tribrómpirrol-3-karbonitrilt oly módon állíthatjuk elő, hogy egy (I) általános képletű vinamidíniumsót, ahol a képletben R, R_1;R₂ésR₃ jelentése egymástól függetlenül 1-4 szénatomos alkilcsoport, vagy R és Rj együtt és

R₂ és R₃ együtt egy 5 vagy 6 tagú gyűrűt képezhet, amely gyűrűkben RR! és R₂R₃ jelentése -(CH₂)₄vagy -(CH₂)₅X^Qjelentése egy anion;

egy (II) általános képletű glicin-észterrel, ahol a képletben K, jelentése 1-4 szénatomos alkilcsoport, és egy első bázissal reagáltatunk egy első oldószer jelenlétében, 4-ciano-pirrol-2-karbonsavból és (III) általános képletű 4-ciano-pirrol-2-karboxilátból, ahol a képletben

R₄ jelentése a fentiekben megadottakkal azonos, álló elegy előállítására, majd a kapott elegyet egy második bázissal egy második oldószer jelenlétében hidrolizáljuk egy 4-ciano-pirrol-2-karbonsav-só kialakítására, majd a kapott 4-ciano-pirrol-2-karbonsav-sót egy harmadik bázissal és egy brómozószerrel egy harmadik oldószer jelenlétében reagáltatjuk a kívánt 2,4,5tribróm-pirrol-3-karbonitril előállítására.

A találmány szerinti eljárás előnye, hogy a 2,4,5tribróm-pirrol-3-karbonitril előállítása során a találmány szerinti eljárással el lehet kerülni a toxikus reagensek, mint például klór-szulfonil-izocianát alkalmazását és kezelését.

Az alábbiakban a találmányt részletesen ismertetjük.

A találmány szerinti eljárással a 2,4,5-tribrómpirrol-3-karbonitrilt oly módon állítjuk elő, hogy egy (I) általános képletű vinamidíniumsót, ahol a képletben R, R_b R₂ és R₃ jelentése egymástól függetlenül

1-4 szénatomos alkilcsoport, vagy R és Rj együtt és R₂ és R₃ együtt egy 5 vagy 6 tagú gyűrűt képezhet, amely gyűrűkben RRj és R₂R₃ jelentése -(CH₂)₄- vagy -(CH₂)₅Χθ jelentése egy anion;

egy (Π) általános képletű glicin-észterrel, ahol a képletben R₄ jelentése 1-4 szénatomos alkilcsoport, és egy első bázissal reagáltatunk egy első oldószer jelenlétében, 4-ciano-pirrol-2-karbonsavból és (III) általános képletű 4-ciano-pirrol-2-karboxilátból, ahol a képletben

R₄ jelentése a fentiekben megadottakkal azonos, álló elegy előállítására, majd a kapott elegyet egy második bázissal egy második oldószerben hidrolizáljuk egy 4-ciano-pirrol-2-karbonsav-só kialakítására, majd a kapott 4-ciano-pirrol-2-karbonsav-sót egy harmadik bázissal és egy brómozószerrel egy harmadik oldószer jelenlétében reagáltatjuk a kívánt 2,4,5-tribróm-pirrol3- karbonitril előállítására.

Egy előnyös találmány szerinti eljárásban egy (I) általános képletű vinamidíniumsót 1-5 mólekvivalens (II) általános képletű glicin-észterrel és 2-6 mólekvivalens első bázissal reagáltatunk egy első oldószerben 50-140 °C hőmérsékleten, majd a kapott elegyet, ami

4- ciano-pirrol-2-karbonsavból és a (ΙΠ) általános képletű 4-ciano-pirrol-2-karboxilátból áll, 1-8 mólekvivalens második bázissal hidrolizálunk egy második oldószer jelenlétében, 25-90 °C hőmérsékleten, és a képződött 4ciano-pirrol-2-karbonsav-sót 4-8 mólekvivalens harmadik bázissal és 3-9 mólekvivalens brómozószerrel reagáltatjuk egy harmadik oldószer jelenlétében, 0-25 °C hőmérsékleten, a kívánt 2,4,5-tribróm-pirrol-3-karbonitril előállítására. A reakciót az 1. reakcióvázlaton mutatjuk be.

A 2,4,5-tribróm-pirrol-3-karbonitril terméket izolálhatjuk oly módon, hogy a reakcióelegyet vízzel hígítjuk, majd a hígított reakcióelegyet megsavanyítjuk, a terméket szűrjük, vagy egy megfelelő oldószerrel extraháljuk. Megfelelő extrakciós oldószerként szóba jöhetnek a vízzel nem elegyedő oldószerek, mint például dietil-éter, etil-acetát, toluol, diklór-metán és ehhez hasonló oldószerek.

A találmány szerinti eljárásban első bázisként például alkálifém-) 1-6 szénatomos alkoxid)-okat és alkálifoldfém-(l-6 szénatomos alkoxid)-okat, előnyösen nátrium-metoxidot alkalmazunk. A találmány szerinti eljárásban második és harmadik bázisként például alkálifém-hidroxidokat és alkálifoldfém-hidroxidokat, előnyösen nátrium-hidroxidot alkalmazunk.

A találmány szerinti eljárásban alkalmazható brómozószerek magukban foglalják a brómot, a piridínium-bromid-perbromidot és az N-bróm-szukcinimidet, amelyek közül előnyösen brómot alkalmazunk.

A találmány szerinti eljárásban első oldószerként például Ν,Ν-dimetil-formamidot, 1 -4 szénatomos alkoholokat, Ν,Ν-dimetil-acetamidot, dimetil-szulfoxidot és N-metil-pirrolidont alkalmazhatunk. Első oldószerként előnyösen Ν,Ν-dimetil-formamidot és 1-4 szénatomos alkoholokat alkalmazunk, legelőnyösebben Ν,Νdimetil-formamidot. A találmány szerinti eljárásban második és harmadik oldószerként alkalmazhatunk vízzel elegyedő étereket, mint például tetrahidrofuránt, dioxánt, 2-metoxi-etil-étert és 1,2-dimetoxi-etánt, vizet és ezek elegyét. Második és harmadik oldószerként előnyös a dioxán, tetrahidrofürán, víz, és ezek elegye.

HU 216 340 Β

A találmány szerinti eljárásban előnyösen olyan (I) általános képletű vinamidíniumsókat alkalmazunk, amelyek képletében

R, R_b Rj és R₃ jelentése egymástól függetlenül 1-4 szénatomos alkilcsoport;

Χθ jelentése BF₄ , C1O₄ , HO₂CCO₂ vagy CL.

Legelőnyösebbek azok az (I) általános képletű vinamidíniumsók, amelyek képletében R, R_b R₂ és R₃ jelentése metilcsoport;

Χθ jelentése HO₂CCO₂ .

Az (I) általános képletű vinamidíniumsókat a következő irodalmi helyeken ismertetett eljárásokkal állíthatjuk elő: C. Reichardt és W. Kermer: Synthesis, 538 (1970); J. Kucera és Z. Amold: Collection Czechoslov. Chem. Commun., 32, 1704-1711 (1967). Az (I) általános képletű vinamidinium-klorid-sókat a megfelelő perkloráttá, tetrafluoro-boráttá vagy oxalátsóvá hagyományos, jól ismert eljárásokkal alakíthatjuk át.

A találmány szerinti eljárást, a korlátozás igénye nélkül, a következő példákban részletesen bemutatjuk.

1. példa [2-Ciano-3-(dimetil-amino)-allilidén]-dimetil-ammónium-oxalát előállítása (Az eljárást az lp) reakcióvázlattal illusztráljuk.) 1,2-Diklór-etánban oldott 13,1 ml (0,15 mól) oxalilkloridhoz 1,2-diklór-etánban oldott 11,6 ml (0,15 mól) Ν,Ν-dimetil-formamidot csepegtetünk, miközben a reakcióelegy hőmérsékletét 0 °C alatt tartjuk. A beadagolás után a reakcióelegyet 45 percen át kevertetjük, majd 1,2diklór-etánban oldott 16,4 ml (0,15 mól) transz-3(dimetil-amino)-akrilnitrillel kezeljük, oly módon, hogy a reakcióelegyet szobahőmérsékleten 16 órán át kevertetjük, majd 2 órán át visszafolyató hűtő alkalmazásával forraljuk, és ez után vákuum alkalmazásával félszilárd maradék kialakulásáig bepároljuk. A maradékot 2propanolban feloldjuk, és az oldatot 2-propanolban oldott 18,9 g (0,15 mól) oxálsav-dihidráttal kezeljük, a reakcióelegyet addig melegítjük, amíg tiszta oldatot nem kapunk. A tiszta oldatot lehűtjük, és néhány órán át szobahőmérsékleten tartjuk, majd 2 órán át hűtőszekrényben tartjuk, és ez után leszűijük. A szüredéket 2-propanollal, majd ezt követően dietil-éterrel mossuk, majd vákuumexszikkátorban 50 °C hőmérsékleten vízmentesítjük.

28,6 g (hozam 79%) cím szerinti vegyületet kapunk.

2. példa

4-Ciano-pirrol-2-karbonsav-metil-észter és

4-ciano-pirrol-2-karbonsav előállítása (Az eljárást a 2p) reakcióvázlattal illusztráljuk.)

1,9 g (0,015 mól) glicin-metil-észter-hidrokloridot, 3,2 g (0,06 mól) nátrium-metoxidot és Ν,Ν-dimetilformamidot tartalmazó szuszpenziót jég/aceton fürdővel lehűtünk, és a szuszpenzióhoz keverés közben 3,6 g (0,015 mól) [2-ciano-3-(dimetil-amino)-allilidén]dimetil-ammónium-oxalátot adunk. A reakcióelegyet 120 °C-ra melegítjük, majd ezen a hőmérsékleten 16 órán át tartjuk, ez után szobahőmérsékletre hűtjük, majd vákuum alkalmazásával félszilárd maradék kialakulásáig bepároljuk. A maradékot megosztjuk etil-acetát és hideg, hígított hidrogén-klorid között. A rétegeket elválasztjuk, és a vizes réteget etil-acetáttal mossuk. A szerves réteget és a mosófolyadékokat egyesítjük, majd vízzel és ezt követően sóoldattal mossuk, vízmentes magnézium-szulfáton vízmentesítjük, majd vákuum alkalmazásával bepároljuk. 0,85 g cím szerinti vegyületek elegyét kapjuk, világosbarna színű szilárd anyag formájában. Az elegy körülbelül 70% 4-ciano-pirrol-2-karbonsav-metil-észtert és körülbelül 30 % 4-ciano-pirrol-2-karbonsavat tartalmaz.

3. példa

2,4,5-Tribróm-pirrol-3-karbonitril előállítása (Az eljárást a 3p) reakcióvázlattal illusztráljuk.)

0,85 g 2. példában kapott elegy dioxános oldatához 0,4 ml 50 tömeg%-os vizes nátrium-hidroxid-oldatot adunk. A reakcióelegyet 80 °C hőmérsékleten körülbelül 12 órán át melegítjük, majd 10 °C-ra lehűtjük, és további 1,2 ml 50 tömeg%-os vizes nátrium-hidroxid-oldatot adunk hozzá. A reakcióelegybe ez után 90 perc alatt 0,9 ml (0,02 mól) brómot csepegtetünk, miközben a reakcióelegy hőmérsékletét 20 °C alatt tartjuk. A beadagolás befejezése után a hűtőfurdőt eltávolítjuk, és a reakcióelegyet 90 percen át kevertetjük, majd vízbe öntjük. A vizes elegyet hidrogén-kloriddal megsavanyítjuk, majd szűrjük. A szüredéket vízzel mossuk, majd vízmentesítjük. 0,72 g cím szerinti vegyületet kapunk, világosbarna színű szilárd anyag formájában.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás 2,4,5-tribróm-pirrol-3-karbonitril előállítására, azzal jellemezve, hogy egy (I) általános képletű vinamidíniumsót, ahol a képletben

R, Rj,R₂ésR₃ jelentése egymástól függetlenül 1-4 szénatomos alkilcsoport, vagy R és Rj együtt és R₂és R₃ együtt egy 5 vagy 6 tagú gyűrűt képezhet, amely gyűrűkben RRj és R₂R₃ jelentése -(CH₂)₄vagy -(CH₂)₅-;

X® jelentése egy anion;

egy (II) általános képletű glicin-észterrel, ahol a képletben R₄ jelentése 1 -4 szénatomos alkilcsoport, és egy első bázissal reagáltatunk egy első oldószer jelenlétében, 4-ciano-pirrol-2-karbonsavból és (ΠΙ) általános képletű 4-ciano-pirrol-2-karboxilátból - ahol a képletben R₄ jelentése a fentiekben megadottakkal azonos álló elegy előállítására, majd a kapott elegyet egy második bázissal egy második oldószerben hidrolizáljuk egy 4-ciano-pirrol-2-karbonsav-só kialakítására, majd a kapott 4-ciano-pirrol-2-karbonsav-sót egy harmadik bázissal és egy brómozószerrel egy harmadik oldószer jelenlétében reagáltatjuk, a kívánt 2,4,5-tribróm-pirrol3-karbonitril előállítására.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy első bázisként egy alkálifém-) 1-6 szénatomos alkoxid)-ot vagy egy alkáli földfém-) 1-6 szénatomos alkoxid)-ot, második bázisként egy alkálifém-hidroxidot vagy egy alkáliföldfém-hidroxidot, és harmadik bázisként egy alkálifém-hidroxidot vagy egy alkáliföldfém-hidroxidot alkalmazunk.

HU 216 340 Β
3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy első bázisként nátrium-metoxidot, második bázisként nátrium-hidroxidot és harmadik bázisként nátriumhidroxidot alkalmazunk.
4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy első oldószerként Ν,Ν-dimetil-formamidot vagy egy 1-4 szénatomos alkoholt, második oldószerként vizet, vagy vízzel elegyedő étert vagy ezek elegyét, és harmadik oldószerként vizet, vagy vízzel elegyedő étert vagy ezek elegyét alkalmazzuk.
5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy első oldószerként Ν,Ν-dimetil-formamidot, második oldószerként vizet, dioxánt, tetrahidrofuránt vagy ezek elegyét, és harmadik oldószerként vizet, dioxánt, tetrahidrofuránt vagy ezek elegyét alkalmazzuk.
6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy brómozószerként brómot, piridínium-bromid-perbromidot vagy N-bróm-szukcinimidet alkalmazunk.
7. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy R, R_b R₂ és R₃ helyében egymástól függetlenül

1 -4 szénatomos alkilcsoportot, és Χθ helyében BF₄ , C1O₄ , HO₂CCO₂ vagy Cl csoportot tartalmazó (I) általános képletű vegyületet alkalmazunk.
8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy R, R[, R₂ és R₃ helyében azonosan metilcsoportot, és X helyében BF₄ , C1O₄ , HO₂CCO₂ vagy CU csoportot tartalmazó (I) általános képletű vegyületet alkalmazunk.
9. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a glicin-észtert 1-5 mólekvivalens mennyiségben, az első bázist 2-6 mólekvivalens mennyiségben, a második bázist 1-8 mólekvivalens, a harmadik bázist 4-8 mólekvivalens, és a brómozószert 3-9 mólekvivalens mennyiségben alkalmazzuk.
10. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a vinamidíniumsót glicin-észterrel és az első bázissal 50-140 °C hőmérsékleten reagáltatjuk, a kapott elegyet a második bázissal 25-90 °C hőmérsékleten hidrolizáljuk, és a kapott 4-ciano-pirrol-2-karbonsav-sót a harmadik bázissal és a brómozószerrel 0-25 °C hőmérsékleten reagáltatjuk.