HU219205B - Herbicide intermediate 0-nitrophenyl cyclopropyl ketone - Google Patents

Abstract

A találmány az új (o-nitro-fenil)-ciklopropil-ketonra vonatkozik,amely kulcsintermedier az 1-{[o-ciklopropil-- karbonil)-fenil]-szulfamoil}-3-(4,6-dimetoxi-2-pirimidil)-karbamid haszonnövény-szelektív herbicid szer előállításában. ŕ

Description

A leírás terjedelme 10 oldal (ezen belül 7 lap ábra)

HU 219 205 Β

Az 1 - {[o-ciklopropil-karbonil)-fenil]-szulfamoil} -3(4,6-dimetoxi-2-pirimidil)-karbamid haszonnövény-szelektív herbicid szert az 5,009,699 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetik. Ez a különleges szulfamoil-karbamid-származék kiváló biztonsági határral rendelkezik a haszonnövényekkel, különösen a rizsnövénnyel szemben, ugyanakkor irtja a káros széles levelű gyomokat és sásféléket.

A találmány az l-{[o-ciklopropil-karbonil)-fenil]szulfamoil}-3-(4,6-dimetoxi-2-pirimidil)-karbamid haszonnövény-szelektív herbicid szer előállításának kulcsfontosságú köztitermékére, az (o-nitro-fenil)-izopropil-ketonra vonatkozik.

Az l-{[o-ciklopropil-karbonil)-fenil]-szulfamoil}-3(4,6-dimetoxi-2-pirimidil)-karbamid kulcsintermedierjét előnyösen egy hatékony és integrált eljárással állítjuk elő, könnyen hozzáférhető kiindulási anyagokból, dihidro-3-acetil-2(3H)-furanonból és o-nitro-benzoil-halogenidből oly módon, hogy a dihidro-3-acetil-2(3H)-füranont mintegy 0,5-1 mólekvivalens mennyiségű magnézium-(l-4 szénatomosjalkoxiddal reagáltatjuk mintegy 0-25 °C-on, és a kapott köztiterméket legalább 1 mólekvivalens o-nitro-benzoil-halogeniddel reagáltatjuk oldószer jelenlétében, mintegy 15-35 °C-on, majd a kapott második köztiterméket víz jelenlétében melegítve dihidro-3-(o-nitro-benzoil)-2(3H)-füranonná alakítjuk, a furanont hidrogén-halogeniddel reagáltatva 4-halogén-2’-nitro-butirofenonná alakítjuk, és a butirofenont bázis jelenlétében ciklizálva kapjuk az (o-nitro-fenil)ciklopropil-ketont. A reakciósort - o-nitro-benzoil-halogenid kiindulási anyagként o-nitro-benzoil-klorid alkalmazása esetén - az 1. reakcióvázlattal szemléltetjük, ahol X jelentése halogénatom.

Az (o-nitro-fenil)-ciklopropil-ketont (o-amino-fenil)-ciklopropil-keton előállítására használhatjuk, előnyösen hidrogénnel, katalizátor jelenlétében végzett redukció alkalmazásával (a reakciót a 2. reakcióvázlattal szemléltetjük), amelyet viszont a herbicid hatású szulfamoil-karbamid előállítására használhatunk.

A találmány szerinti vegyület előállítására szolgáló eljárásban oldószerként alkalmazhatók mindazon oldószerek, amelyek vízzel nem elegyednek, ilyenek például az aromás szénhidrogének, dialkil-éterek, halogénezett alkánok és hasonlók, előnyösek az aromás szénhidrogének. Ha ilyen oldószereket, például toluolt vagy xilolt alkalmazunk, a reakciólépéseket integrálhatjuk, oly módon, hogy a reakciótermékeket a szerves fázisban oldott formában vihetjük a következő reakciólépésbe, az időigényes és feltehetően termékveszteséggel járó izolálási műveletek mellőzésével. A találmány szerinti vegyület előállítására szolgáló eljárásban előnyösen könnyen hozzáférhető magnézium/1-4 szénatomos)alkoxidot, például magnézium-metoxidot vagy magnézium-etoxidot alkalmazunk. Hasonlóképpen, a találmány szerinti vegyület előállítására szolgáló eljárásban alkalmazott o-nitro-benzoil-halogenidek és hidrogén-halogenidek is azok, amelyek könnyen hozzáférhetőek, mint például a kloridok vagy bromidok.

A találmány szerinti vegyület előállítására szolgáló eljárás ciklizálási lépésében alkalmazható bázisok azok, amelyek pKa értéke 10, vagy annál nagyobb, például a szerves aminok, alkálifém-karbonátok vagy alkálifém-hidroxidok, előnyösen alkálifém-hidroxidok, mint például a nátrium-hidroxid vagy kálium-hidroxid. A hidrogénező katalizátorok a szakirodalomból ismertek, ilyen például a szénhordozós platinakatalizátor vagy a szénhordozós palládiumkatalizátor.

A dekarboxilezési/halogénezési reakció sebessége egyenesen arányos a reaktánsok koncentrációjával, azaz minél nagyobb a dihidro-3/o-nitro-benzoil)2(3H)-fúranon szerves oldószeres oldatának és a hidrogén-halogenid-oldatnak a koncentrációja, annál nagyobb a reakciósebesség. Ezért a reaktánsok koncentrációjának növelése a reakciósebesség és a termelékenység növekedését eredményezi.

A találmány szerinti vegyület előállítására szolgáló eljárás egyik jellemzője, hogy az egyes preparatív lépések egyetlen megfelelő, vízzel nem elegyedő oldószer, például toluol alkalmazásával integrálhatók. A fenti jellemző előnye, hogy kiküszöbölhetők a költséges, feltehetően termékveszteséggel járó és időigényes izolálási műveletek.

A találmányt közelebbről - a korlátozás szándéka nélkül - az alábbi példákkal kívánjuk ismertetni.

A TLC vékonyréteg-kromatográfiás eljárást, a HPLC nagy nyomású folyadékkromatográfiás eljárást, és az LC folyadékkromatográfiás eljárást jelent. Az Ή-NMR proton-NMR magmágneses rezonanciát, a ^l3C-NMR szén-13 magmágneses rezonanciát jelent. A részek tömegrészt jelentenek, hacsak azt ettől eltérően nem jelezzük.

1. példa

Dihidro-(o-nitro-benzoil)-2(3H)-furanon előállítása és izolálása (3. reakcióvázlat)

30,9 g (0,27 mól) Mg(OEt)₂ toluolos elegyét 77 g (0,55 mól) dihidro-3-acetil-2(3H)-füranonnal kezeljük 5-10 °C-on, az elegyet 25-30 °C-on 1 órán keresztül keveqük, 30-35 °C-on 92,8 g (0,50 mól) o-nitro-benzoil-klorid toluolos oldatával kezeljük, 25-35 °C-on 12 órán keresztül keverjük, 1 órán keresztül 60 °C-on melegítjük, 30 °C-ra hűtjük, vízzel és 15 g 96%-os kénsavval kezeljük, és 0,5 órán keresztül keveqük. A fázisokat szétválasztjuk, és a vizes fázist etil-acetáttal extraháljuk. A szerves fázisokat egyesítjük, vizes ammóniumhidroxid-oldattal kezeljük, 5-10 percen keresztül keverjük, majd szétválasztjuk. A szerves fázist vizes ammónium-hidroxid-oldattal újra extraháljuk. A vizes fázisokat egyesítjük, és 14-20 °C-on 96 tömeg%-os kénsavval pH 5,5-re savanyítjuk. A kapott csapadékot szűréssel eltávolítva 91,3 g (77,7%) cím szerinti vegyületet kapunk, fehér, szilárd anyag formájában, amely NMR-analízis szerint 85-90% tisztaságú, a terméket 'H-NMRés ¹³C-NMR-spektruma alapján azonosítjuk.

2. példa

4-Klór-2 ’-nitro-butirofenon előállítása és izolálása (4. reakcióvázlat)

2,0 g (8,5 mól) dihidro-(o-nitro-benzoil)-2(3H)-füranon és 10 g 37 tömeg%-os sósavoldat elegyét 70 °C-on

HU 219 205 Β addig keveqük, amíg a reakció TLC-analízis szerint befejeződik. A reakcióelegyet szobahőmérsékletre hűtjük, és toluollal extraháljuk. A szerves extraktumokat egyesítjük, és vákuumban koncentráljuk. 1,84 g (95%) cím szerinti vegyületet kapunk, aranysárga olaj formájában, amely HPLC-analízis szerint 99% tisztaságú, a terméket Ή-NMR-spektruma alapján azonosítjuk.

Lényegében a fentiek szerint eljárva, és 48%-os hidrogén-bromidot alkalmazva 4-bróm-2’-nitro-butirofenont kapunk, barna, szilárd anyag formájában, amelyet •H-NMR- és HPLC-analízissel azonosítunk.

3. példa (o-Nitro-fenil)-ciklopropil-keton előállítása és izolálása (5. reakcióvázlat)

3,44 g (0,013 mól) 4-bróm-2’-nitro-butirofenon és 0,76 g (0,019 mól) nátrium-hidroxid vizes elegyét keverés közben visszafolyató hűtő alatt forraljuk, amíg a reakció TLC-analízis szerint befejeződik. A reakcióelegyet szobahőmérsékletre hűtjük, és dietil-éterrel extraháljuk. Az éteres extraktumokat egyesítjük, vízmentes nátrium-szulfát felett szárítjuk, és vákuumban koncentráljuk. A kapott sötétbarna, folyékony maradékot dietil-éterben felvesszük, szilikagélen átszűrjük és vákuumban koncentráljuk. Cím szerinti vegyületet kapunk, sárga olaj formájában, amelyet •H-NMR-spektruma alapján azonosítunk.

Lényegében a fentiek szerint eljárva, de kiindulási anyagként 4-klór-2’-nitro-butirofenont alkalmazva szintén cím szerinti vegyületet kapunk, sárga olaj formájában, 98% hozammal, amelynek tisztasága HPLCanalízis szerint 99%, a terméket CDCl₃-ban felvett •H-NMR-spektruma (1. ábra) és *³C-NMR-spektruma (2. ábra) alapján azonosítjuk.

4. példa (o-Amino-fenil)-ciklopropil-keton előállítása (6. reakcióvázlat)

100 mg (0,52 mól) (o-nitro-fenil)-ciklopropil-keton és katalitikus mennyiségű, 10% fémet tartalmazó szénhordozós palládiumkatalizátor elegyét hidrogéngáz-atmoszférában, légköri nyomáson addig keveqük, amíg a reakció TLC-analízis szerint befejeződik. A reakcióelegyet szűrjük, és a szűrletet vákuumban koncentráljuk. A kapott ragyogó sárga olajat gyorskromatográfiás eljárással tisztítjuk. 72 mg (85%) cím szerinti vegyületet kapunk, törtfehér, kristályos anyag formájában, a terméket CDCl₃-ban felvett 'H-NMR-spektruma (3. ábra) és •³C-NMR-spektruma (4. ábra) alapján azonosítjuk.

5. példa

Dihidro-(o-nitro-benzoil)-2(3H)-furanon előállítása (integrált eljárás 1. lépése, 7. reakcióvázlat) g (0,55 mól) Mg(OEt)₂ toluolos elegyét nitrogénatmoszférában, 7-10 °C-on 15 percen keresztül 141 g (1,10 mól) dihidro-3-acetil-2(3H)-füranonnal kezeljük, és az elegyet 25-30 °C-on 2 órán keresztül keveqük. A kapott reakcióelegyet 25-35 °C-on 45 percen keresztül 185,7 g (1,0 mól) o-nitro-benzoil-klorid toluolos oldatával kezeljük, 25-35 °C-on 1-2 órán keresztül keverjük, szobahőmérsékleten 1,75 órán keresztül keverjük, 400 ml vízzel kezeljük és 60-75 °C-on melegítjük, amíg a reakció LC-analízis szerint befejeződik. A kapott reakcióelegyet szobahőmérsékletre hűtjük, és a fázisokat szétválasztjuk. 875 g toluolos oldatban kapjuk a cím szerinti vegyületet, amelyben a kívánt termék koncentrációja LC-analízis szerinti 18% (a hozam 67%). A termék oldatát a 6. példa szerint közvetlenül felhasználjuk.

6. példa

4-Klór-2 ’-nitro-butirofenon előállítása (integrált eljárás 2. lépése, 4. reakcióvázlat)

Az 5. példa szerint előállított, 18%-os toluolos dihidro-(o-nitro-benzoil)-2(3H)-furanon-oldatot (450 g, 0,34 mól furanon) keverés közben 48 g 37 tömeg%-os sósavoldattal (0,60 mól sósav) kezeljük,

6-11 órán keresztül visszafolyató hűtő alatt forraljuk, amíg a reakció LC-analízis szerint befejeződik, 35-45 °C-ra hűtjük, és állni hagyjuk. A fázisokat szétválasztva 425 g toluolos oldatban kapjuk a cím szerinti vegyületet. A termék oldatát a 7. példa szerint közvetlenül felhasználjuk.

7. példa (o-Nitro-fenil)-ciklopropil-keton előállítása (integrált eljárás 3. lépése, 5. reakcióvázlat)

A 6. példa szerint előállított 13,8%-os toluolos 4klór-2’-nitro-butirofenon-oldatot keverés közben először 90 ml vízzel, majd 48 g 50 tömeg%-os nátriumhidroxid-oldattal (0,6 mól NaOH) kezeljük. A kapott reakcióelegyet hagyjuk felmelegedni, majd 85-90 °Con 2-3 órán keresztül melegítjük, szobahőmérsékletre hűtjük, és állni hagyjuk. A fázisokat szétválasztjuk, és a szerves fázist vízzel mossuk. A vizes fázisokat egyesítjük, és toluollal mossuk. A szerves fázisokat egyesítjük, és vákuumban koncentráljuk. 236 g toluolos oldatban kapjuk a cím szerinti vegyületet, a vegyület koncentrációja az oldatban LC-analízis szerint 23,6 tömeg%, a hozam 91%, a furanonból számítva. A termék szerinti vegyületet tartalmazó toluolos oldatból a 8. példa szerint állíthatjuk elő a megfelelő aminoszármazékot.

8. példa (o-Amino-fenil)-ciklopropil-keton előállítása (integrált eljárás 4. lépése, 6. reakcióvázlat)

A 7. példa szerint előállított, 232,3 g 23,6 tömeg%-os toluolos (o-nitro-fenil)-ciklopropil-keton-oldat (0,286 mól keton) és 2,86 g 5 tömeg% fémet tartalmazó szénhordozós palládiumkatalizátor elegyét hidrogéngázatmoszférában, 2,2 105-3,86 10⁵ Pa túlnyomáson Parrkészülékben hidrogénezzük. A hidrogéngáz-felvételt folyamatosan ellenőrizzük, és a reakció befejeződése után a reakcióelegyet szűrjük és vákuumban koncentráljuk.

39,5 g (73,9%) cím szerinti vegyületet kapunk, amelynek tisztasága HPLC-analízis szerint 86,3%.

Claims (6)

1. SZABADALMI IGÉNYPONT (o-Nitro-fenil)-ciklopropil-keton.

   HU 219 205 Β

   Int. Cl.⁷: C 07 C 205/45

   1. reakcióvazlat
2. 2. reakcióvázlat

   HU 219 205 Β

   Int. Cl.⁷: C 07 C 205/45
3. 3. reakcióvázlat

   1. Mg(OEt)₂

   2. H₃0 ⁺

   3. NH₄OH

   í. reakcióvazlat

   3. reakcióvázlat

   HU 219 205 Β

   Int. Cl.⁷: C 07 C 205/45
4. 6. reakciővázlat
5. 7, reakcióvázlat

   1. Mg(OEt)₂

   2. H₃O⁺

   HU 219 205 Β

   Int. Cl.⁷: C 07 C 205/45

   -CO

   -<

   -tn

   -CD r cl

   -co

   1. ábra

   HU 219 205 Β

   Int. Cl.⁷: C 07 C 205/45

   LZ?ZL^j

   622&

   CS9'92-^.

   9X0 XX

   9ixt2t χ

   005X21 οβι'οει

   662'X£l·

   909’SVL

   990*202

   PPM o rcsi .o : O rto rg l8

   L-8 o

   .<· o

   .to

   - o

   LCO : O LO - CM cd

   5-1

   CM

   HU 219 205 Β

   Int. Cl.⁷: C 07 C 205/45

   3. ábra

   HU 219 205 Β

   Int. Cl.⁷: C 07 C 205/45

   ΖΣΖ'ΟΙ esz'9l .o <r

   ZZV'SU

   QIZ/9LL 03Z.’0£l

   9SI/9Ó 18S'9£ Ζ.00ΪΖ.

   r§

   Ξ-8 rt

   Lh

   90.811'

   6l£6«7l
6. 8βηοζ^; o

   -CD

   IS

   Í8

   - CN

   Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest A kiadásért felel: Törőcsik Zsuzsanna főosztályvezető-helyettes Windor Bt., Budapest