JP3832980B2 - 殺虫活性を有するテトラヒドロフラニル誘導体の新規製造中間体 - Google Patents
殺虫活性を有するテトラヒドロフラニル誘導体の新規製造中間体 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は殺虫活性を有するテトラヒドロフラニル誘導体の新規製造中間体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
殺虫活性を有するテトラヒドロフラニル誘導体の製造方法については、例えば特許公報第2766848号等に代表されるように、現在までにいくつか開示されている。しかしながらそれらの製造中間体として多く用いられているイソチオ尿素誘導体は、その分子内に硫黄原子を含み、アミン類との交換反応により悪臭を放つメルカプタン類を副生する為、工業的製造を考慮した場合必ずしも最適な製造中間体とは言えなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、殺虫活性を有するテトラヒドロフラニル誘導体を製造するにあたり、悪臭を放つメルカプタン類を副生するイソチオ尿素誘導体に替わる新規な製造中間体を提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、テトラヒドロフラニル誘導体の製造中間体として、その分子内に硫黄原子を含まず、従って悪臭を放つメルカプタン類を副生しないN−ニトロイソ尿素誘導体を見出し、本発明を完成させた。
【0005】
すなわち本発明は以下の通りである。
【0006】
一般式(1)(化2)
【0007】
【化2】
[式中、X1、X2、X3、X4、X5、X6及びX7はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1〜4のアルキル基を表し、R1は水素原子、炭素数1〜4のアルキル基またはベンジル基を表し、R2は炭素数1〜4のアルキル基またはベンジル基を表し、R3 及びR4はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1〜4のアルキル基またはベンジル基を表す。]で表されるN−ニトロイソ尿素誘導体。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
一般式(1)で表されるN−ニトロイソ尿素誘導体およびその製造方法において、炭素数1〜4のアルキル基としては具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、i−プロピル基、ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基等を表す。
一般式(1)で表されるN−ニトロイソ尿素誘導体は新規化合物であり、反応式(1)(化3)に示す方法(参考:特開平10−120666等)により製造することができる。
【0009】
【化3】
[式中、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、R1、R2、R3、R4は一般式(1)(化2)と同じ意味を表す。]
反応式(1)において、一般式(3)で表されるO−置換−N−ニトロイソ尿素類を一般式(2)で表されるアミン類またはその塩と溶媒中、pHを6から8に調整して反応させることにより一般式(1)で表されるN−ニトロイソ尿素誘導体を製造することができる。
【0010】
反応式(1)において、一般式(2)で表されるアミン類と塩形成する酸としては、塩酸・硫酸・リン酸等の鉱酸類、メタンスルホン酸・p−トルエンスルホン酸等のスルホン酸類、蟻酸・酢酸・プロピオン酸等のカルボン酸類等を挙げることができる。
【0011】
反応式(1)で表される反応に用いられる溶媒としては、水、メタノール・エタノール等のアルコール類、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)・ジメチルスルホキシド(DMSO)・1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)等の非プロトン性極性溶媒、テトラヒドロフラン(THF)・1,4−ジオキサン等のエーテル類、アセトニトリル・プロピオニトリル等のニトリル類、アセトン等のケトン類を挙げることができる。
【0012】
反応式(1)で表される反応におけるpHの調整は、塩酸、硫酸、リン酸等の鉱酸類に代表される酸類と、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化アルカリ金属類に代表される塩基類の組み合わせや、また、ホウ酸ナトリウム−塩酸等の一般緩衝液やトリス−塩酸やトリエタノールアミン−塩酸等の特殊緩衝液に代表される緩衝液を用いることができる。
【0013】
反応式(1)において、一般式(2)で表されるアミン類およびその塩の当量は一般式(3)で表されるO−置換−N−ニトロイソ尿素類に対して0.5〜2当量が好ましく、より好ましくは0.9〜1.1当量である。
【0014】
反応式(1)で表される反応の反応温度および反応時間は広範囲に変化させることができる。一般的には、反応温度は−20〜200℃が好ましく、より好ましくは0〜100℃、反応時間は0.01〜50時間が好ましく、より好ましくは0.1〜15時間である。
【0015】
反応式(1)において、一般式(2)で表されるアミン類は特許公報第2766848号等に示される方法で製造できる。また、一般式(3)で表されるO−置換−N−ニトロイソ尿素類は、例えばR2がメチル基の場合、特開平10−120666等に示されるようにO−メチルイソ尿素硫酸塩のニトロ化により製造することができる。
【0016】
反応式(1)で得られた一般式(1)で表されるN−ニトロイソ尿素誘導体を用い、反応式(2)(化4)に示すように殺虫活性を有するテトラヒドロフラニル誘導体を製造することができる。
【0017】
【化4】
[式中、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、R1、R2、R3 R4は一般式(1)(化2)と同じ意味を表し、R5及びR6はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1〜4のアルキル基及びベンジル基を表す]
【0018】
次に実施例および参考例により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載内容に限定されるものではない。
【0019】
実施例1 O−メチル−N−(テトラヒドロフラン−3−イルメチル)−N’−ニトロイソ尿素(化合物番号1)の製造(化5)
【0020】
【化5】
(テトラヒドロ−3−フラニル)メチルアミン12.54g(0.124mol)を蒸留水50.0gに撹拌懸濁し、氷冷下35%塩酸12.54g(0.124mol)をゆっくり滴下した。食塩14.49g(0.248mol)、O−メチル−N−ニトロイソ尿素14.76g(0.124mol)、0.1規定水酸化ナトリウム水溶液50.1g(0.005mol)を順次加えて反応液のpHを7.01に調節した。自動pHコントローラーを用いて1.0規定水酸化ナトリウム水溶液による反応系のpH制御(pH7.0〜7.2)を行いながら室温にて18時間撹拌した。反応終了後、ジクロロメタン100gで3回抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下溶媒を溜去して得られた粗生成物をn−ヘキサン:酢酸エチル=1:1(v/v)の混合溶媒より再結晶し、表題化合物21.41g(0.105mol)を白色結晶として得た(収率85%)。
融点 62.4-63.3℃
1H-NMR(CDCl3,270MHz)δ:1.59-1.68(1H,m),2.08-2.16(1H,m),2.50-2.60(1H,m),3.33-3.47(1H,m),3.55-3.60(1H,m),3.73-3.86(2H,complex-m),3.90-3.96(1H,m),3.98(3H,s),9.2(1H,br).
IR νKBr max 3274,2982,2883,1603cm-1
【0021】
実施例2 O−エチル−N−(テトラヒドロフラン−3−イルメチル)−N’−ニトロイソ尿素(化合物番号13)の製造(化6)
【0022】
【化6】
(テトラヒドロ−3−フラニル)メチルアミン25.08g(0.248mol)をトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン−塩酸緩衝水溶液(トリス−塩酸緩衝溶液,1.0M,pH=7.5)150.0gに撹拌懸濁し、氷冷下O−エチル−N−ニトロイソ尿素33.00g(0.248mol)を加えて室温にて20時間撹拌した。反応終了後、ジクロロメタン150gで3回抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下溶媒を溜去して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出溶媒 n−ヘキサン:酢酸エチル=2:1(v/v))にて精製し、表題化合物36.62g(0.169mol)を淡黄色油状物質として得た(収率68%)。
1H-NMR(CDCl3,270MHz)δ:1.36(3H,t,J=7.2Hz),1.60-1.68(1H,m),2.08-2.16(1H,m),2.50-2.60(1H,m),3.29-3.44(1H,m),3.55-3.60(1H,m),3.73-3.86(2H,complex-m),3.90-3.96(1H,m),3.88(3H,q,J=7.2Hz),9.2(1H,br).
IR νfilm max 3276,2990,2888,1607cm-1
【0023】
実施例3 O−ベンジル−N−(テトラヒドロフラン−3−イルメチル)−N’−ニトロイソ尿素(化合物番号20)の合成(化7)
【0024】
【化7】
(テトラヒドロ−3−フラニル)メチルアミン8.36g(0.083mol)をトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン−塩酸緩衝水溶液(トリス−塩酸緩衝溶液,1.0M,pH=7.5)50.0gに撹拌懸濁し、氷冷下O−ベンジル−N−ニトロイソ尿素16.13g(0.248mol)を加えて室温にて15時間撹拌した。反応終了後、ジクロロメタン50gで3回抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下溶媒を溜去して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出溶媒 n−ヘキサン:酢酸エチル=3:1(v/v))にて精製し、表題化合物16.62g(0.060mol)を淡黄色油状物質として得た(収率72%)。
1H-NMR(CDCl3,270MHz)δ:1.59-1.67(1H,m),2.07-2.16(1H,m),2.50-2.60(1H,m),3.33-3.47(1H,m),3.57-3.62(1H,m),3.73-3.86(2H,complex-m),3.90-3.96(1H,m),4.50(1H,AB,J=11.7Hz),4.65(1H,AB,J=11.7Hz),7.03-7.52(5H,m),9.2(1H,br).
IR νfilm max 3272,2988,2885,1604cm-1
【0025】
実施例4 O−メチル−N−メチル−N−(テトラヒドロフラン−3−イルメチル)−N’−ニトロイソ尿素(化合物番号7)の製造(化8)
【0026】
【化8】
N−メチル(テトラヒドロ−3−フラニル)メチルアミン5.00g(0.043mol)をメタノール15.0gに撹拌溶解し、氷冷下10%塩酸−メタノール溶液15.83g(0.043mol)をゆっくり滴下した。食塩5.1g(0.087mol)、O−メチル−N−ニトロイソ尿素5.17g(0.043mol)、0.1規定水酸化ナトリウム水溶液17.4g(0.002mol)を順次加えて反応液のpHを7.10に調節した。自動pHコントローラーを用いて1.0規定水酸化ナトリウム水溶液による反応系のpH制御(pH7.0〜7.2)を行いながら室温にて18時間撹拌した。反応終了後、減圧下メタンオールを溜去し、残査をジクロロメタン100gに溶解し、水30gで3回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下溶媒を溜去して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出溶媒 n−ヘキサン:酢酸エチル=4:1(v/v))にて精製し、表題化合物7.26g(0.033mol)を淡黄色油状物質として得た(収率77%)。
1H-NMR(CDCl3,270MHz)δ:1.58-1.68(1H,m),2.08-2.16(1H,m),2.50-2.60(1H,m),3.31-3.46(1H,m),3.57-3.62(1H,m),3.70-3.86(5H,complex-m),3.90-3.96(1H,m),3.98(3H,s).
IR νfilm max 2981,2880,1609cm-1
【0027】
実施例5 O−メチル−N−エチル−N−(テトラヒドロフラン−3−イルメチル)−N’−ニトロイソ尿素(化合物番号25)の製造(化9)
【0028】
【化9】
エチル(テトラヒドロ−3−フラニル)メチルアミン4.00g(0.031mol)をトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン−塩酸緩衝水溶液(トリス−塩酸緩衝溶液,1.0M,pH=7.5)40.0gに撹拌懸濁し、氷冷下O−メチル−N−ニトロイソ尿素3.69g(0.031mol)を加えて室温にて17時間撹拌した。反応終了後、酢酸エチル40gで3回抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下溶媒を溜去して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出溶媒 n−ヘキサン:酢酸エチル=5:1(v/v))にて精製し、表題化合物4.08g(0.018mol)を淡黄色油状物質として得た(収率57%)。
1H-NMR(CDCl3,270MHz)δ:1.23(3H,t,J=7.2Hz),1.58-1.68(1H,m),2.08-2.16(1H,m),2.50-2.60(1H,m),3.31-3.46(1H,m),3.57-3.62(1H,m),3.70-3.86(5H,complex-m),3.90-3.96(1H,m),4.00(3H,s).
IR νfilm max 2988,2885,1604cm-1
【0029】
以下に実施例1〜5と同様の操作で製造したN−ニトロイソ尿素誘導体を第1表(表1)に示す。
【0030】
【表1】
表中Hは水素原子を、Meはメチル基を、Etはエチル基を、nPrはノルマルプロピル基を、isoPrはイソプロピル基を、nBuはノルマルブチル基を、Bnはベンジル基を表す。
【0031】
【表2】
表中Hは水素原子を、Meはメチル基を、Etはエチル基を、nPrはノルマルプロピル基を、isoPrはイソプロピル基を、nBuはノルマルブチル基を、Bnはベンジル基を表す。
【0032】
参考例1 1−{(テトラヒドロ−3−フラニル)メチル}−2−ニトロ−3−メチルグアニジンの製造(化10)
【0033】
【化10】
O−メチル−N−(テトラヒドロフラン−3−イルメチル)−N’−ニトロイソ尿素10.00g(49.2mmol)を蒸留水50.0gに懸濁撹拌し、氷冷下40%メチルアミン水溶液7.61g(98.0mmol)をゆっくり滴下した後、室温にて3時間撹拌した。希塩酸でpH6.5とした後ジクロロメタン30.0gで3回抽出した。無水硫酸ナトリウムで乾燥した後減圧下溶媒を溜去して得られた粗生成物を酢酸エチル:メタノール=50:1(v/v)より再結晶し、表題化合物9.06g(44.8mmol)を白色結晶として得た(収率91%)。
1H-NMR(CDCl3,270MHz)δ:1.62-1.74(1H,m),2.09-2.22(1H,m),2.59-2.79(1H,m),2.96(3H,d,J=5.1Hz),3.35(2H,t,J=5.1Hz),3.66-3.80(3H,m),3.92-4.08(1H,m),6.04(1H,br),9.35(1H,br).
IR νKBr max 3339,3280,1618,1316,1231,1169cm-1
mp.99.5-100.7℃
【0034】
参考例2 1−{(テトラヒドロ−3−フラニル)メチル}−2−ニトロ−3−n−ブチル−3−メチルグアニジンの製造(化11)
【0035】
【化11】
O−エチル−N−(テトラヒドロフラン−3−イルメチル)−N’−ニトロイソ尿素7.50g(34.5mmol)をテトラヒドロフラン30.0gに溶解撹拌し、氷冷下N−メチルブチルアミン6.10g(70.0mmol)をゆっくり滴下した。室温にて1時間、40℃にて1時間撹拌した後減圧濃縮した。残査に蒸留水50.0g、ジクロロメタン50.0gを加えて撹拌しつつ希塩酸にてpH6.5に調節し分液した。水層はジクロロメタン50.0gで再抽出し、有機層を併せて無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下溶媒を溜去して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒 n−ヘキサン:
酢酸エチル=2:1(v/v))により精製し、表題化合物7.76g(30.0mmol)を淡黄色油状物質として得た(収率87%)。
1H-NMR(CDCl3,270MHz)δ:0.95(3H,t,J=7.3Hz),1.22-1.42(2H,m),1.58-1.77(3H,m),2.07-2.18(1H,m),2.50-2.62(1H,m),3.05(3H,s),3.29-3.46(4H,m),3.65-3.77(3H,m),3.94(1H,dt,J=5.1,8.1Hz),6.51(1H,br).
IR νfilm max 3285,1626,1307cm-1
【0036】
参考例3 1−{(テトラヒドロ−3−フラニル)メチル}−2−ニトロ−3,3−ジメチルグアニジンの製造(化12)
【0037】
【化12】
O−ベンジル−N−(テトラヒドロフラン−3−イルメチル)−N’−ニトロイソ尿素5.00g(17.9mmol)をメタノール20.0gに溶解撹拌し、40%ジメチルアミン水溶液4.04g(35.8mmol)を加えて、室温にて5時間撹拌した。減圧濃縮の後残査にトルエン25.0gを加えて常圧共沸脱水を行った。反応溶液を冷却することで析出した結晶を濾取し、表題化合物2.90g(13.4mmol)を白色結晶として得た(収率75%)。
1H-NMR(CDCl3,270MHz)δ:1.55-1.78(1H,m),2.06-2.23(1H,m),2.48-2.65(1H,m),3.10(6H,s),3.29-3.50(2H,m),3.58-3.82(3H,m),3.85-4.00(1H,m),6.77(1H,br).
IR νKBr max 3274,2940,1637,1387,1075cm-1
mp.127.1-128.8℃
【0038】
参考例4 1,3,3−トリメチル−1−{(テトラヒドロ−3−フラニル)メチル}−2−ニトログアニジンの製造(化13)
【0039】
【化13】
O−メチル−N−メチル−N−(テトラヒドロフラン−3−イルメチル)−N’−ニトロイソ尿素6.00g(27.6mmol)を酢酸エチル50.0gに溶解撹拌し、40%ジメチルアミン水溶液15.56g(138.0mmol)を加えて2時間加熱還流した。放冷した後分液し、水層を酢酸エチル25.0gで再抽出した。有機層を併せて希塩酸、水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下溶媒を溜去して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒 n−ヘキサン:酢酸エチル=3:1(v/v))により精製し、表題化合物4.32g(18.8mmol)を淡黄色油状物質として得た(収率68%)。
1H-NMR(CDCl3,270MHz)δ:1.50-1.62(1H,m),1.95-2.10(1H,m),2.56-2.69(1H,m),2.96(6H,s),2.99(3H,s),3.26-3.40(2H,m),3.47(1H,dd,J=5.1,8.8Hz),3.70-4.02(3H,m).
IR νfilm max 1439,1244cm-1
【0040】
参考例5 1−エチル−1−{(テトラヒドロ−3−フラニル)メチル}−2−ニトログアニジンの製造(化14)
【0041】
【化14】
O−メチル−N−エチル−N−(テトラヒドロフラン−3−イルメチル)−N’−ニトロイソ尿素7.00g(30.0mmol)を1,4−ジオキサン50.0gに溶解撹拌し、28%アンモニア水9.21g(151.5mmol)を加えて50℃にて1時間撹拌した。減圧濃縮の後残査シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒 酢酸エチル:メタノール=5:1(v/v))により精製し、表題化合物5.43g(25.1mmol)を淡黄色油状物質として得た(収率83%)。
1H-NMR(CDCl3,270MHz)δ:1.20(3H,t,J=7.3Hz),1.55-1.71(1H,m),1.97-2.08(1H,m),2.58-2.70(1H,m),3.32(1H,dd,J=8.1,14.7Hz),3.42-3.50(3H,s),3.56(1H,dd,J=5.1,8.1Hz),3.71-3.83(2H,m),3.93(1H,dt,J=5.1,8.1Hz),8.24(2H,br).
IR νfilm max 3385,1616,1575,1263cm-1
【0042】
【発明の効果】
新規製造中間体として一般式(1)で表されるN−ニトロイソ尿素誘導体を用いることにより、悪臭を放つメルカプタン類を副生することなく殺虫活性を有するテトラヒドロフラニル誘導体を製造できる。また、本発明の中間体を用いれば、従来の方法に比べてテトラヒドロフラニル誘導体を簡便に製造することが出来る。
Claims (3)
- R1 が水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表し、R2 が炭素数1〜4のアルキル基を表し、R3 及びR4 がそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す請求項1記載のN−ニトロイソ尿素誘導体。
- R1 が水素原子を表し、R2 が炭素数1〜4のアルキル基を表し、R3 及びR4 が水素原子を表す請求項1記載のN−ニトロイソ尿素誘導体。
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