JP4303787B2

JP4303787B2 - ４―ヨード―２―〔ｎ―（ｎ―アルキルアミノカルボニル）アミノスルホニル〕安息香酸メチルエステルおよびその誘導体ならびにその製造法

Info

Publication number: JP4303787B2
Application number: JP50380198A
Authority: JP
Inventors: ヴイルムス，ロータール; クノール，ハーラルト
Original assignee: バイエル・クロツプサイエンス・アクチエンゲゼルシヤフト
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2017-06-18
Also published as: RU2309948C2; EP0907638B1; IL127783A0; BR9710056A; WO1998000396A3; PT907638E; CN1300103C; ATE228501T1; CZ298782B6; CN1939901A; CA2259216C; CN1358711A; ES2187784T3; CA2259216A1; DK0907638T3; CN1078589C; EP0907638A2; PL330970A1; TR199802683T2; RU99102669A

Description

本発明は、活性化合物、特に除草性のスルホニル尿素を製造するための中間体の技術分野に関する。
式、アリール−SO₂−NH−CO−NH−R（式中、アリールは置換または未置換のアリール基であり、そしてＲはアルキル基である）を有する尿素は、通常ホスゲンと反応させて式、アリール−SO₂−NCOを有する対応するイソシアネートを得、次いでこれを除草活性を有するスルホニル尿素を製造するのに使用することができる（EP-A-0584043、US-A-4566898）。本発明の目的は、一般的な方法を有用な除草性のスルホニル尿素である一連のアリール＝２−カルボメトキシ−５−ヨードフェン−１−イルのスルホニル尿素（WO-A-92／13845）を製造するのに適用できるようにするための、
式（Ｉ）

（式中、Ｒはアルキルまたはシクロアルキルであり、最後の二つの基はそれぞれ未置換であるか、または置換されている）を有する化合物を提供することにある。
驚くべきことに、以下にさらに詳細に説明するように、式（II）の化合物から出発し、中間体（III）および（IV）を経て式（Ｉ）を有する化合物を非常に良好な収率で得ることができる。従って、本発明では除草性のスルホニル尿素および他の活性化合物を効率よく製造することが可能である。
本発明は、
（ａ）式（II）

の化合物を酸Ｈ⁺Ｘ^-（式中、Ｘ^-は陰イオンの同等物であり、例えばＸ^-＝Cl^-、I^-またはHSO₄ ^-である）の存在下でジアゾ化して、式（III）

（式中、Ｘ^-は酸Ｈ⁺Ｘ^-におけると同じ定義を有する）の化合物（ジアゾニウム塩）を得、
（ｂ）式（III）の化合物を単離した後、または好ましくは単離せずに、式（III）の化合物をヨウ化物イオンの存在下で反応させて、式（IV）

の化合物を得、そして
（ｃ）式（IV）の化合物を式（Ｖ）
Ｒ−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ（Ｖ）
（式中、Ｒは式（Ｉ）で定義したとおりである）のイソシアネートと反応させて、式（Ｉ）の化合物を得る
ことからなる、式（Ｉ）

〔式中、Ｒはアルキルまたはシクロアルキルであり、最後の二つの基はそれぞれ未置換であるかまたは置換されており、そして好ましくはＲは（C₁〜C₁₂）アルキル（これは、未置換であるか、またはハロゲン、（C₁〜C₆）アルコキシ、（C₁〜C₆）アルキルチオ、（C₁〜C₆）ハロアルコキシおよび置換もしくは未置換のフェニルからなる群から選ばれた一個またはそれより多い基によって置換されている）であるか、または（C₃〜C₁₂）シクロアルキル（これは、未置換であるか、またはハロゲン、（C₁〜C₄）アルキル、（C₁〜C₄）ハロアルキル、（C₁〜C₄）アルコキシ、（C₁〜C₄）ハロアルコキシおよび（C₁〜C₆）アルキルチオからなる群より選ばれた一個またはそれより多い基によって置換されている）である〕
のＮ−置換４−ヨード−２−〔Ｎ−（アミノカルボニル）アミノスルホニル〕安息香酸メチルを製造する方法に関する。
さらに、本発明は方法の個々の工程を提供する。
式（Ｉ）および以下に使用する式において、アルキル、アルコキシ、ハロアルキル、ハロアルコキシおよびアルキルチオ、ならびに相当する置換された基は、それぞれの場合、炭素骨格が直鎖または分枝鎖であってよい。特記しない限り、より低級の炭素骨格、例えば１〜４個の炭素原子を有するものは、これらの基として好ましい。また、アルコキシ、ハロアルキル等の複合的な意味のアルキル基は、例えばメチル、エチル、ｎ−またはｉ−プロピル、ｎ−、ｉ−、ｔ−または２−ブチル、ペンチル、ヘキシル、例えばｎ−ヘキシル、ｉ−ヘキシルおよび1,3−ジメチルブチル、ヘプチル、例えばｎ−ヘプチル、１−メチルヘキシルおよび1,4−ジメチルペンチルである。シクロアルキルは、３〜８個の還原子を有する炭素環式の飽和環系、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等である。
ハロゲンは、例えばフッ素、塩素、臭素またはヨウ素である。ハロアルキル、−アルケニルおよび−アルキニルは、それぞれハロゲン、好ましくはフッ素、塩素および／または臭素によって、特にフッ素または塩素によって部分的にまたは完全に置換されたアルキル、アルケニルおよびアルキニル、例えばCF₃、CHF₂、CH₂F、CF₃CF₂、CH₂FCHCl₂、CCl₃、CHCl₂、CH₂CH₂Clであり、ハロアルコキシは例えばOCF₃、OCHF₂、OCH₂F、CF₃CF₂O、OCH₂CF₃およびOCH₂CH₂Clであり、これはハロアルケニルおよびハロゲンによって置換された別の基に同様に用いられる。
置換基が「基の群から選ばれた一個またはそれより多い基」と定義される場合、これは一個またはそれより多い同一の基による置換と異なる基によるモノ−またはポリ−置換の両方に用いられる。置換または未置換のフェニルは、好ましくは、未置換であるか、またはハロゲン、アルキル、ハロアルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、アルキルチオ、ヒドロキシル、アミノ、ニトロ、シアノ、アジド、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニル、ホルミル、カルバモイル、モノ−およびジアルキルアミノカルボニル、置換アミノ、例えばアシルアミノ、モノ−またはジアルキルアミノ、およびアルキルスルフィニル、ハロアルキルスルフィニル、アルキルスルホニル、ハロアルキルスルホニルからなる群より選ばれた同一または異なる基によってモノ−もしくはポリ−置換された、好ましくはハロゲン、（C₁〜C₄）アルキル、（C₁〜C₄）アルコキシ、（C₁〜C₄）ハロアルキル、（C₁〜C₄）ハロアルコキシ、CNおよびニトロからなる群より選ばれた同一または異なる基によってトリ置換されたフェニル、例えばｏ−、ｍ−およびｐ−トリルジメチルフェニル、２−、３−および４−クロロフェニル、２−、３−および４−トリフルオロ−および−トリクロロフェニル、2,4−、3,5−、2,5−および2,3−ジクロロフェニル、ｏ−、ｍ−およびｐ−メトキシフェニルである。
また、本発明は、式（Ｉ）に包含されるすべての立体異性体およびそれらの混合物に関する。式（Ｉ）のこのような化合物には、式（Ｉ）に特別には記載していない一個またはそれより多い不斉炭素原子が含まれる。鏡像異性体やジアステレオマーのような、とりうる可能性がありそして特定の空間形態によって定義される立体異性体は、すべて式（Ｉ）に包含され、そして慣用の方法によって立体異性体の混合物から得るか、あるいは立体選択的な反応を立体化学的に純粋な出発物質の使用と組み合わせることによって製造することができる。また、互変異性体がプロトンの移動によって生成し、それが化学的に安定ならば、式（Ｉ）には互変異性体も包含される。
式（Ｉ）の化合物は、-SO₂-NH基の水素、または別の酸の水素原子を農薬上安定な陽イオンに置き換えた塩を形成することができる。これらの塩は、例えば金属塩、好ましくはアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩、特にナトリウム塩およびカリウム塩、またはアンモニウム塩もしくは有機アミンとの塩である。同様に、塩形成は、酸を、例えばアミノおよびアルキルアミノのような塩基性基との付加反応にかけることによって実施できる。これに適した酸は、強酸および有機酸、例えばHCl、HBr、H₂SO₄またはHNO₃である。
式（II）の化合物は知られており（EP-A-382436、EP-A-382437参照）、すなわち簡単に市場から入手可能な化合物から標準的な方法によって製造することができる（J．Org．Chem．第27巻（1962）第2177頁以下の類似のイソプロピルエーテルの製造参照）。
工程（ａ）による、式（II）の化合物のジアゾ化は、ジアゾ化反応に基本的に慣用の条件下で実施することができる。例えば、酸Ｈ⁺Ｘ^-（ここで、Ｘ^-は好ましくはCl^-、Ｉ^-またはHSO₄ ^-である）の存在下における式（II）の化合物のジアゾ化は、水溶液中で、そして場合により、好ましくは反応条件下で不活性な有機溶媒を添加することによって、および硝酸塩を使用することによって実施する。ジアゾ化は、例えばNaNO₂（硝酸ナトリウム）のようなアルカリ金属硝酸塩を、式（II）の化合物の１モル当たり硝酸塩1.0〜1.2モル、好ましくは硝酸塩1.01〜1.05モルの量で使用して実施する。
ジアゾ化に適した酸は、無機酸または強い有機酸である。好ましいのは塩酸またはヨウ化水素酸のようなハロゲン化水素酸である。酸Ｈ⁺Ｘ^-は、通常化学量論量を基準にして過剰に使用され、ｎが１よりも大きい硫酸のようなｎ価の酸（ｎ＝２）の場合は、一価の酸に対する化学量論量をｎで割って、ｎ−価の酸に対する化学量論量を得なければならない。一塩基酸は、例えば式（II）の化合物の１モル当たり５〜15モル、好ましくは式（II）の化合物の１モル当たりH⁺X^-８〜12モルの量で使用する。
ジアゾ化のための溶媒は、水、または水と、例えば
-置換または未置換の芳香族炭化水素、例えばトルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエンまたはキシレン、
-ハロゲン化脂肪族炭化水素、例えばジクロロメタン、ならびに
-エーテル、例えばジエチルエーテル、ジオキサンおよびテトラヒドロフラン
からなる群より選ばれた反応条件下で不活性な有機溶媒との混合物である。
式（III）の化合物を得るためのジアゾ化に適した温度は、予備実験で容易に決定することができ、一般に反応は−５〜50℃、好ましくは10〜20℃、特に15〜20℃の温度範囲で実施される。
式（III）の化合物のジアゾニウム塩は、慣用の方法で単離できるが、ジアゾニウム基は安定性が比較的低いので注意を払わなければならないが、しかしながら中間体を単離することなく、式（III）の化合物を式（IV）の化合物を製造するのに使用するのが好ましい。
式（III）のジアゾニウム塩（好ましくは、Ｘ^-＝Ｉ^-（ヨウ化物アニオン）であるもの）は新規であり、そして同様に本発明の主題の一部を構成している。
工程（ｂ）によって式（IV）の化合物を得る化合物（III）の反応は、工程（ａ）と同じ水性もしくは水性有機溶媒もしくは溶媒混合物中、または同じような改質溶媒（混合物）中で実施される。反応では、ジアゾニウム基はヨウ素原子によって置換されるので、ヨウ化物イオンは反応混合物中に必要である。
これらのヨウ化物イオンはＸ^-＝Ｉ^-の場合には、ジアゾニウム塩それ自体のアニオンに由来するものでありうる。Ｘ^-がヨウ化物アニオンと異なり、例えばCl^-である場合、ヨウ化物イオンは別の形、例えばヨウ化ナトリウムまたはヨウ化カリウムのようなアルカリ金属ヨウ化物として添加しなければならない。この場合、量は、例えば式（III）の化合物の１モル当たりヨウ化物1.1〜1.5モルの量である。あるいはまた、予備工程（ａ）でヨウ化物を前もって式（II）の化合物に添加しておくこともできる。
式（III）の化合物から式（IV）の化合物を形成するのは、通常10〜40℃、好ましくは15〜30℃の温度範囲で実施する。
式（IV）の化合物の製造は、例えば最初に塩酸水溶液中に式（II）の化合物を入れ、そして触媒量のトルエンを、場合によっては消泡剤と共に混合することによって実施される。15〜20℃で、NaNO₂の水溶液をゆっくりと添加し、混合物をしばらく撹拌し、アミドスルホン酸を用いて過剰の硝酸塩を分解する。得られた式（III）（ここではＸ^-＝Cl^-）のジアゾニウム塩を、水溶液として15〜20℃でヨウ化カリウムの水溶液に添加する。混合物をしばらく撹拌し、次いで沈殿を濾過し、ヨウ化物がなくなるまで重亜硫酸塩（例えば、NaHSO₃）で洗浄し、そして乾燥する。
驚くべきことに、ジアゾニウム塩（III）を経るヨードフェニルスルホンアミド（IV）の製造は、非常に良好な収率をもたらす。理論値の90％をかなり超える収率を得ることができる。知られている同じような反応の収率を考慮すると、このような高い収率は予想されるものではない。J．Am．Chem．Soc．第55巻（1933）第1652頁によると、硝酸ナトリウムおよび塩酸を用いた４−アミノ安息香酸エチルのジアゾ化ならびに添加されたヨウ化カリウムとの次なる反応では、理論値の68.5％の収率の４−ヨード安息香酸エチルしか得られず、これを比べて、付加的な官能基を有する式（III）の化合物を用いると、スルホンアミド基のため反応は驚くほど良好に進行する。
従来、式（IV）のヨードフェニル化合物自体は、不十分な収率でしか製造することができなかった。従って、アンモニアの存在下で４−ヨード−２−クロロスルホニル安息香酸メチルから出発すると、式（IV）の化合物は約75％の収率でしか得られず（WO 92／13845、実施例６、第26頁参照）、このタイプの反応では、サッカリン誘導体への環の閉鎖がしばしば観察されるので収率が低下する。しかしながら、本発明の方法を使用すると、式（IV）の化合物は非常に高い収率で、望ましくないヨードサッカリンを含むことなく得られる。
工程（ｃ）では、式（IV）の化合物を式R-N=C=O（Ｖ）のイソシアネートと反応させて式（Ｉ）の化合物を得る。反応は塩基性触媒を用いて不活性溶媒中で実施するのが好ましく、方法の工程（ａ）および（ｂ）で記載した、添加された有機溶媒はここでも適切であり、別の有機溶媒も使用することができ、そして適切な溶媒は予備実験で比較することによって容易に見出すことができる。
工程（ｃ）に好ましい溶媒は、例えば
-置換されたまたは未置換の芳香族炭化水素、例えばトルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエンまたはキシレン、
-ハロゲン化脂肪族炭化水素、例えばジクロロメタン、
-エーテル、例えばジエチルエーテル、ジオキサンおよびテトラヒドロフラン、ならびに
-ケトン、例えばアセトン
からなる群より選ばれる、反応条件下で不活性な非水性有機溶媒である。
好ましいのはクロロベンゼンである。
適切な塩基は、無機または有機の塩基、例えば炭酸塩、例えばK₂CO₃、Na₂CO₃、置換アミン、例えばトリエチルアミン、DBU（1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕ウンデセ−７−エン等であり、好ましいのはK₂CO₃のような塩基である。塩基は、例えば式（IV）の化合物の１モル当たり１モル〜1.1モル、好ましくは1.01〜1.05モルの量で使用される。
式（Ｖ）のイソシアネートの量は、例えば式（IV）の化合物の１モル当たり1.0〜2.0モル、好ましくは1.01〜1.1モルである。使用される好ましいイソシアネートは、メチルイソシアネート、エチルイソシアネート、ｎ−プロピルイソシアネート、イソプロピルイソシアネート、ｎ−ブチルイソシアネート、ｉ−、sec−またはtert−ブチルイソシアネート、ｎ−ペンチルイソシアネート、ｎ−ヘキシルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、ドデシルイソシアネート、好ましくはＲが（C₄〜C₅）アルキルであるイソシアネートである。
トルエン、キシレンまたはクロロベンゼンのような溶媒を使用する時は、式（Ｉ）の化合物の製造方法の工程（ｃ）における反応温度は、２段階に設定するのが好ましい。最初に、例えば温度を55〜60℃で２時間、次いで90℃で５〜10時間、好ましくは６〜９時間保つ。アセトンのような溶媒の存在下では、例えば反応は、最初は室温で撹拌しながら、次いで還流下で４〜10時間、好ましくは５〜８時間撹拌して実施する。
式（Ｉ）の化合物の製造は、例えば式（IV）のスルホンアミドをクロロベンゼン中でK₂CO₃および式（Ｖ）のイソシアネートと混合し、最初に55〜60℃、次いで90℃で反応を実施する。室温に冷却した後、反応混合物を水と混合し、2nの塩酸を用いてpH１〜２に調節する。有機相を分離し、酸がなくなるまで洗浄し、そして濃縮する。残留物は高収率で非常に良好な純度の式（Ｉ）の化合物を含む。
今までは、式（Ｉ）の化合物を十分な収率では得ることができなかった。すなわち、例えば所望の２−〔Ｎ−（Ｎ−ブチルアミノカルボニル）アミノスルホニル〕−４−クロロ安息香酸イソプロピルブチルスルホニル尿素は、２−ブタノン中の２−（アミノスルホニル）−４−クロロ安息香酸イソプロピルとブチルイソシアネートとの反応によって、理論値の44％の収率でしか得られなかった（US-A-4566898、実施例５）。
しかしながら、本発明の方法では驚くべきことに非常に高い収率で式（Ｉ）の化合物が得られる。この方法を使用すると廃棄物がほんの少ししか製造されず、そして容積収率が高い。従って上記理由のため、式（IV）の化合物または式（II）の化合物から出発して、いくつかの工程を経てこのように高い収率または総収量で式（Ｉ）の化合物を得ることができるということは予想できることではなかった。
以下の実施例において、別記しない限り、量は重量によるものである。
実施例１
４−ヨード−２−アミノスルホニル安息香酸メチル
1000ｇ（4.34モル）の４−アミノ−２−アミノスルホニル安息香酸メチルおよび3400mlのH₂Oを3700mlの濃塩酸（37％濃度）と迅速に混合した。この混合物に10mlのトルエンを加えた。混合物を15℃に冷却し、そして1740mlのH₂O中の，315ｇのNaNO₂（4.56モル）の溶液を15〜20℃で１時間以内に添加した。撹拌を１時間続け、そしてアミドスルホン酸を用いて過剰の硝酸塩を分解した。第二の容器中に、1082ｇのヨウ化カリウム（6.51モル）および7000mlのH₂Oを最初に入れた。15〜20℃で、ジアゾニウム塩溶液を１〜２時間にわたって添加した。得られた懸濁液を10リットルのH₂Oで希釈し、そして沈殿を吸引濾過した。次いで、ろ過ケークを8.5リットルのH₂O中の435ｇのNa₂S₂O₅の混合物を用いてヨウ素がなくなるまで洗浄し、次いで25リットルのH₂Oで中性になるまで洗浄した。式（IV）の化合物を1771ｇ（湿時）の量で得た。50℃で真空（＝減圧下）で乾燥した後、融点175〜177℃の1403ｇ（理論値の94.8％）の４−ヨード−２−アミノスルホニル安息香酸メチル（式IVのスルホンアミド）を得た。
実施例２
４−ヨード−２−〔Ｎ−（Ｎ−ブチルアミノカルボニル）アミノスルホニル〕安息香酸メチル（Ｉ）
実施例１からの式（IV）のスルホンアミド34.1ｇ（0.1モル）および14.7ｇのK₂CO₃（0.105モル）を、250mlのクロロベンゼン中の10.6ｇのｎ−ブチルイソシアネート（98％純度）（0.105モル）と混合し、そして混合物を55〜60℃で２時間保った。次いで、混合物を90℃で8.5時間撹拌した。混合物を室温に冷却し、そして最初に200mlの水、次いでpHが１〜２になるまで２ｎの塩酸を添加した。有機相を分離し、酸がなくなるまで50mlの水で４回洗浄した。溶媒を減圧下で除くと、融点128〜130℃の所望の式（Ｉ）の化合物43.8ｇ（理論値の99.3％）が残った。
比較例（US-A-4566898）
10.8リットルの２−ブタノン中の1063.4ｇのイソプロピル２−（アミノスルホニル）−４−クロロベンゾエート、590.4ｇのｎ−ブチルイソシアネートおよび590.4ｇのK₂CO₃の混合物を、一夜還流下で加熱した。室温に冷却した後、各場合、反応混合物を10リットルの氷水に注加した。水性相を９リットルの塩化メチレンで抽出した。濃HClを用いて水性相をpH1.0に酸性化し、得られた沈殿をろ過した。乾燥後、融点129〜132℃の２−〔Ｎ−（Ｎ−ブチルアミノカルボニル）アミノスルホニル〕−４−クロロ安息香酸イソプロピル714.6ｇ（理論値の44％）を得た。

Claims

式（Ｉ）

（式中、Ｒはアルキルまたはシクロアルキルであり、最後の二つの基はそれぞれ未置換または置換されている）を有する化合物。
Ｒが（C₁〜C₁₂）アルキル（これは、未置換、またはハロゲン、（C₁〜C₆）アルコキシ、（C₁〜C₆）アルキルチオ、（C₁〜C₆）ハロアルコキシおよび置換もしくは未置換のフェニルからなる群から選ばれた一個またはそれより多い基によって置換されている）であるか、または（C₃〜C₁₂）シクロアルキル（これは、未置換、またはハロゲン、（C₁〜C₄）アルキル、（C₁〜C₄）ハロアルキル、（C₁〜C₄）アルコキシ、（C₁〜C₄）ハロアルコキシおよび（C₁〜C₆）アルキルチオからなる群より選ばれた一個またはそれより多い基によって置換されている）である、請求項１に記載の化合物。
Ｒが（C₁〜C₁₂）アルキル（これは、未置換、またはハロゲン、（C₁〜C₄）アルコキシおよびフェニルからなる群から選ばれた一個またはそれより多い基によって置換されている）であるか、または（C₃〜C₁₂）シクロアルキルである、請求項１または２に記載の化合物。
Ｒがｎ−ブチルである、請求項１に記載の化合物。
式（IV）

の化合物を式（Ｖ）
Ｒ−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ（Ｖ）
（式中Ｒは式（Ｉ）に定義したとおりである）のイソシアネートと反応させて式（Ｉ）の化合物を得ることからなる、請求項１に定義した式（Ｉ）の化合物の製造法。
（ａ）式（II）

の化合物を、酸Ｈ⁺Ｘ^-（ここで、Ｘ^-はアニオンの同等物である）の存在下でジアゾ化して式（III）

（式中、Ｘ^-は酸Ｈ⁺Ｘ^-におけると同じ意味を有する）の化合物（ジアゾニウム塩）を得て、そして
（ｂ）式（III）の化合物をヨウ化物イオンの存在下で反応させて式（IV）

の化合物を得て、そして
（ｃ）式（IV）の化合物を式（Ｖ）
Ｒ−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ（Ｖ）
（式中、Ｒは式（Ｉ）で定義したとおりである）のイソシアネートと反応させて式（Ｉ）の化合物を得る
ことからなる請求項５に記載の方法。