JP4362226B2 - アルコキシトリアゾリノン類の製造方法 - Google Patents

アルコキシトリアゾリノン類の製造方法 Download PDF

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Description

【0001】
(技術分野)
本発明は、アルコキシトリアゾリノン類の新規な製造方法に関していて、これらの化合物の多くは既知であり、そして農化学的に活性な化合物を製造するための中間体として使用することができる。
【0002】
アルコキシトリアゾリノン類および大多数のそれらの製造方法は既知であり、そして文献に記載されている。
【0003】
かくして、例えば、化合物5−メトキシ−2,4−ジヒドロ−3H−1,2,4−トリアゾル−3−オン(もしくは3−メトキシ−1,2,4−トリアゾル−5(4H)−オン)は、化合物エチル(メトキシ−メチルスルファニル−メチレン)−カルバミデート(もしくはエチルN−[メトキシ−(メチルチオ)メチレン]カルバメート)が、エタノール中でヒドラジン水和物とともに還流される場合に得られる(J.Chem.Soc.Perkin I 1973,2644−2646、参照)。しかしながら、この目的のために使用される出発材料は、硫酸ジメチルによるメトキシチオカルボニル−エトキシカルボニル−アミン(すなわち、エチル メトキシ−(チオカルボニル)−カルバメートもしくは1−エトキシ−3−メチル チオイミドジカルボキシレート)のメチル化によって、不満足な収率においてのみ得られる。
【0004】
フェニルシアネートとエチルカルバゼートとの反応では、少量の化合物5−エトキシ−2,4−ジヒドロ−3H−1,2,4−トリアゾル−3−オン(もしくは3−エトキシ−△3−1,2,4−トリアゾリン−5−オン)が形成される(Arch.Pharm.307(1974),889−891、参照)。しかしながら、具体的にアルコキシトリアゾリノンを製造するために、この反応を使用することは開示されなかった。
【0005】
アルコキシトリアゾリノンのさらなる製造方法は、イミノカルボン酸ジエステルをカルバジン酸(carbazinic acid)エステルと反応させてN’−(アミノ−アルコキシ−メチレン)−ヒドラジンーカルボン酸エステル(「セミカルバジド誘導体」)を生成し、そしてこれらの中間体を対応するアルコキシトリアゾリノンに縮合することを含んでなる(米国特許第5,599,945号、参照)。この製造経路は、同様に、しばしば、アルコキシトリアゾリノンの不満足な収率のみをもたらす。
【0006】
発明の記述
一般式(I)
【0007】
【化3】
Figure 0004362226
【0008】
[式中、Rは、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルキルアルキル基、アリール基もしくはアリールアルキル基を表し、いずれもこれらは、置換されていてもよい]
のアルコキシトリアゾリノンは、
a)一般式(II)
【0009】
【化4】
Figure 0004362226
【0010】
[式中、Rは、先に定義されたとおりであり、そしてR1は、アルキル基、アリールアルキル基もしくはアリール基を表し、いずれもこれらは、置換されていてもよい]
のチオイミドジカルボン酸ジエステルを、
b)ヒドラジン、ヒドラジン水和物もしくはヒドラジンの酸付加物と反応させ、該反応が、i)希釈剤の存在下、そして場合によっては塩基性反応補助剤の存在下、そしてii)温度−10℃〜+100℃において実施されることを含んでなる方法によって、非常に良好な収率で、そして高い純度において得られることが、ここに見い出された。
【0011】
驚くべきことに、一般式(I)のアルコキシトリアゾリノンは、本発明による方法によって、非常に良好な収率で、そして高い純度において得ることができる。一般式(I)の化合物への一般式(II)の化合物の「縮合環化」が、そのような高い位置選択性とともに進行すること、すなわち、少なくとも「副反応」として予期される5−チオキソ−[1,2,4]−トリアゾリジン−3−オンへの閉環が回避できることは、特に驚くべきことであり、そして当業者には予測することができなかった。
【0012】
前述の先行技術と比較して、本発明による方法は、前駆物質の製造におけるアルキル化段階が不必要であり、そして工業的に好ましくない前駆物質(例えば不安定なイミノカルボン酸ジエステル)の使用が回避できるという利点を有する。さらに、一般式(II)の出発材料は、比較的単純な方式でコスト的に効率よく製造することができる生成物である。したがって、本発明による方法は、先行技術を越える有用な進歩である。
【0013】
本発明は、好ましくは、Rが、
i)各場合、炭素原子6個までをもつアルキル基、アルケニル基もしくはアルキニル基を表し、そしてこれらの基のいずれも、シアノ−、ハロゲン−もしくはC1−C4−アルコキシ−置換されていてもよいか、または
ii)炭素原子3〜6個をもつシクロアルキル基、またはシクロアルキル部分に炭素原子3〜6個とアルキル部分に炭素原子1〜4個をもつシクロアルキルアルキル基を表し、これらの基のいずれも、ハロゲン−もしくはC1−C4−アルキル−置換されていてもよいか、または
iii)炭素原子6もしくは10個をもつアリール基、またはアリール部分に炭素原子6もしくは10個とアルキル部分に炭素原子1〜4個をもつアリールアルキル基を表し、これらの基のいずれも、シアノ−、ハロゲン−、C1−C4−アルキル−、C1−C4−ハロゲノアルキル−、C1−C4−アルコキシ−、C1−C4−ハロゲノアルコキシ−もしくはC1−C4−アルコキシ−カルボニル−置換されていてもよい、
式(I)の化合物の製造に関する。
【0014】
本発明は、より好ましくは、Rが、
i)メチル、エチル、n−もしくはi−プロピル、n−、i−もしくはs−ブチルを表し、これらのいずれも、シアノ−、フッ素−、塩素−および/または臭素−、メトキシ−もしくはエトキシ−置換されていてもよいか、または
ii)プロペニル、ブテニル、プロピニルもしくはブチニルを表し、これらのいずれも、シアノ−、フッ素−、塩素−および/または臭素−置換されていてもよいか、
iii)シクロプロピルもしくはシクロプロピルメチルを表し、これらのいずれも、フッ素−、塩素−、メチル−もしくはエチル−置換されていてもよいか、または
iV)フェニルもしくはベンジルを表し、これらのいずれも、シアノ−、フッ素−、塩素−、臭素−、メチル−、エチル−、トリフルオロメチル−、メトキシ−、エトキシ−、ジフルオロメトキシ−、トリフルオロメトキシ−、メトキシカルボニル−もしくはエトキシカルボニル−置換されていてもよい、
式(I)の化合物の製造に関する。
【0015】
もっとも好ましくは、本発明は、Rが、メチル、エチル、n−もしくはi−プロピルを表す、式(I)の化合物の製造に関する。
【0016】
出発材料として、例えば、1,3−ジエチル チオイミドジカルボキシレートおよびヒドラジンを使用すれば、本発明による方法における反応過程は、次のスキームによって具体的に説明できる:
【0017】
【化5】
Figure 0004362226
【0018】
式(II)は、式(I)の化合物を製造するために、本発明による方法において出発材料として使用されるべきチオイミドジカルボン酸ジエステルの一般的定義を提供する。式(II)において、Rは、好ましくは、そしてもっとも好ましくは、式(I)の化合物に関する好適またはもっとも好適な定義と同じ意味を有する。R1は、好ましくは、炭素原子1〜4個をもつアルキル基、ベンジル基もしくはフェニル基、そしてもっとも好ましくはメチルもしくはエチル基を表す。
【0019】
一般式(II)の出発材料は、既知であり、そして/またはそれ自体既知の方法によって製造することができる(Chem.Pharm.Bull.20(1972),2618−2625;J.Chem.Soc.Perkin I 1973,2644−2646;Chem.Ber.114(1981),2075−2086;ドイツ特許第3,010,204号、参照)。
【0020】
本発明による方法は、ヒドラジン、ヒドラジン水和物もしくはヒドラジンの酸付加物を用いて実施される。ヒドラジンの酸付加物の例は、酢酸ヒドラジン、塩酸ヒドラジンおよび硫酸ヒドラジンを含む。しかしながら、好適には、本発明による方法における出発材料としてヒドラジン水和物を使用することである。
【0021】
一般式(I)のアルコキシトリアゾリノンを製造するための本発明による方法は、希釈剤を用いて実施される。本発明による方法を実施するための適当な希釈剤は、特に、不活性有機溶媒である。これらは、特に、脂肪族、脂環式もしくは芳香族の、場合によってはハロゲン化された炭化水素類、例えばベンジン、ベンゼン、トルエン、キシレン クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、石油エーテル、ヘキサン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素;エーテル類、例えばジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、またはエチレングリコールジメチルエーテルもしくはエチレングリコールジエチルエーテル;ケトン類、例えばアセトン、ブタノンもしくはメチルイソブチルケトン;ニトリル類、例えばアセトニトリル、プロピオニトリルもしくはブチロニトリル;アミド類、例えばN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−ホルムアニリド、N−メチル−ピロリドンもしくはヘキサメチルリン酸トリアミド;エステル類、例えば酢酸メチルもしくは酢酸エチル;スルホキシド類、例えばジメチルスルホキシド;アルコール類、例えばメタノール、エタノール、n−もしくはi−プロパノール、n−,i−,s−もしくはt−ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、それらの水もしくは純水との混合液である。
【0022】
本発明による方法における好適な希釈剤は、アルコール類、特にメタノール、エタノール、n−およびi−プロパノールである。
【0023】
本生成物の収率は、pHを調整することによって有意に増加することが見い出された。好ましくは、pHは、6〜11、より好ましくは7〜10、もっとも好ましくは8〜9間に維持される。pHは、いくつかの方法によって調整することができる。例えば、材料は、pHを上記特定の範囲内に維持するような速度で添加することができる。さもなくば、塩基性反応補助剤が添加できる。本発明による方法のための適当な塩基性反応補助剤は、一般に、慣用の無機もしくは有機塩基もしくは酸受容体である。これらは、好ましくは、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酢酸塩、アミド類、炭酸塩、重炭酸塩、水素化物、水酸化物もしくはアルコキシド類、例えば酢酸ナトリウム、酢酸カリウムもしくは酢酸カルシウム、リチウムアミド、ナトリウムアミド、カリウムアミドもしくはカルシウムアミド、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムもしくは炭酸カルシウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムもしくは重炭酸カルシウム、水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウムもしくは水素化カルシウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムもしくは水酸化カルシウム、ナトリウムメトキシドもしくはカリウムメトキシド、ナトリウムエトキシドもしくはカリウムエトキシド、ナトリウムn−もしくはi−プロポキシドまたはカリウムn−もしくはi−プロポキシド、ナトリウムn−,i−,s−もしくはt−ブトキシドまたはカリウムn−,i−,s−もしくはt−ブトキシド;さらにまた、塩基性有機窒素化合物、例えばトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、エチル−ジイソプロピルアミン、N,N−ジメチル−シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、エチル−ジシクロヘキシルアミン、N,N−ジメチル−アニリン、N,N−ジメチル−ベンジルアミン、ピリジン、2−メチル−,3−メチル−,4−メチル−、2,4−ジメチル−,2,6−ジメチル−,3,4−ジメチル−および3,5−ジメチル−ピリジン、5−エチル−2−メチル−ピリジン、4−ジメチルアミノ−ピリジン、N−メチル−ピペリジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]−オクタン(DABCO)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−ノン−5−エン(DBN)、または1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−ウンデク−7−エン(DBU)を包含する。
【0024】
本発明による方法のためのもっとも好適な塩基性反応補助剤は、アルカリ金属水酸化物もしくはアルカリ金属アルコキシド類、例えば、特に水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリウム、ナトリウムメトキシドもしくはカリウムメトキシド、ナトリウムエトキシドもしくはカリウムエトキシドである。
【0025】
本発明による方法の実施において、反応温度は、比較的広い範囲内で変えることができる。一般に、その方法は、温度−10℃〜100℃、好ましくは−5℃〜+80℃において実施される。
【0026】
本発明による方法は、一般に、大気圧下で実施される。しかしながら、また、本発明による方法を、加圧もしくは減圧下−一般に0.1bar〜10bar−で実施することも可能である。
【0027】
本発明による方法の実施では、一般に、式(II)のチオイミドジカルボン酸ジエステル1mol当たり、ヒドラジン、ヒドラジン水和物もしくはヒドラジン酸付加物の1.0〜1.5mol、好ましくは1.05〜1.20mol、そして使用される場合は塩基性反応補助剤0.001〜1.5mol、好ましくは0.05〜1.0molが用いられる。
【0028】
本発明による方法の1つの好適な実施態様においては、一般式(II)の出発材料が、最初に、希釈剤中に負荷され、そしてヒドラジン、ヒドラジン水和物もしくはヒドラジン酸付加物および塩基性反応補助剤−好ましくは希釈剤中−が、徐々に添加される。次いで、反応混合液は、反応が終了するまで撹拌され、続いて、慣用方法によって仕上げられるか、または他に、さらなる反応のために、いかなるさらなる精製もなく使用される(米国特許第5,599,945号、参照)。
【0029】
本発明による方法によって製造されるべき一般式(I)のアルコキシトリアゾリノンは、除草活性化合物の製造における中間体として使用することができる(米国特許第5,599,945号、同第5,057,144号および同5,534,486号、参照)。
【0030】
本発明は、さらに、次の実施例によって具体的に説明されるが、それによって限定されることは意図されず、これらの実施例において、すべての部分量およびパーセンテージは、他に特定されなければ重量である。
【0031】
製造実施例:
例1
【0032】
【化6】
Figure 0004362226
【0033】
1,3−ジメチル チオイミドジカルボキシレート14.5g(94mmol)を、最初に、メタノール55ml中に負荷し、そして0℃に冷却した。この温度で、メタノール25ml中ヒドラジン水和物5.08g(102mmol)および水酸化カリウム0.61g(9.4mmol)溶液を、1時間にわたって撹拌しながら滴下した。冷却浴を除去し、そして反応混合液を、室温(約20℃)で約5時間撹拌した。次いで、溶媒を、水流ポンプ真空を用いて注意して溜去した。
5−メトキシ−2,4−ジヒドロ−3H−1,2,4−トリアゾル−3−オン9.84g(理論量の91%)を、粗生成物として得た。
【0034】
例2
【0035】
【化7】
Figure 0004362226
【0036】
1−メチル−3−プロピル チオイミドジカルボキシレート17.2g(94mmol)を、最初に、メタノール55ml中に負荷し、そして0℃に冷却した。この温度で、メタノール25ml中ヒドラジン水和物5.08g(102mmol)および水酸化カリウム0.61g(9.4mmol)溶液を、1時間にわたって撹拌しながら滴下した。冷却浴を除去し、そして反応混合液を、室温(約20℃)で約5時間撹拌した。次いで、溶媒を、水流ポンプ真空を用いて注意して溜去した。
【0037】
5−プロポキシ−2,4−ジヒドロ−3H−1,2,4−トリアゾル−3−オン12.37g(理論量の92%)を、粗生成物として得た。
【0038】
例3
1,3−ジメチル チオイミドジカルボキシレート14.5g(94mmol,純度96.6%)および水酸化カリウム0.305g(4.7mmol,純度87%)を、最初に、メタノール55ml中に負荷し、そして0℃に冷却した。この温度で、メタノール25ml中ヒドラジン水和物5.08g(102mmol)溶液を、pH8〜9に維持するような速度において添加した。添加は約2時間を要した。冷却浴を除去し、そして反応混合液を、室温(約20℃)で約5時間撹拌した。
【0039】
5−メトキシ−2,4−ジヒドロ−3H−1,2,4−トリアゾル−3−オン10.93g(純度90%、すなわち理論量の91%)を、粗生成物として得た。
【0040】
例4
1,3−ジメチル チオイミドジカルボキシレート14.5g(94mmol,純度96.6%)を、最初に、メタノール55ml中に負荷し、そして0℃に冷却した。この温度で、メタノール25ml中ヒドラジン水和物5.08g(102mmol)溶液を、30分間かけて撹拌しながら添加した。より早い添加速度によっても、pHは、8〜9に留まった。冷却浴を除去し、そして反応混合液を、室温(約20℃)で約5時間撹拌した。次いで、溶媒を、水流ポンプ真空を用いて注意して溜去した。
【0041】
5−メトキシ−2,4−ジヒドロ−3H−1,2,4−トリアゾル−3−オン10.56g(純度87%、すなわち理論量の85%)を、粗生成物として得た。
【0042】
例5
1−メチル−3−プロピル チオイミドジカルボキシレート18.96g(105mmol,純度98%)および水酸化カリウム0.338g(5.25mmol,純度87%)を、最初に、メタノール55ml中に負荷し、そして0℃に冷却した。この温度で、メタノール25ml中ヒドラジン水和物5.50g(112mmol)溶液を、pH8〜9に維持するような速度において添加した。添加は約2時間を要した。冷却浴を除去し、そして反応混合液を、室温(約20℃)で約5時間撹拌した。
【0043】
5−プロポキシ−2,4−ジヒドロ−3H−1,2,4−トリアゾル−3−オン15.18g(純度91%、すなわち理論量の92%)を、粗生成物として得た。
【0044】
例6
1−メチル−3−プロピル チオイミドジカルボキシレート18.96g(105mmol,純度98%)を、最初に、メタノール55ml中に負荷し、そして0℃に冷却した。この温度で、メタノール25ml中ヒドラジン水和物5.50g(110mmol)溶液を、30分間かけて撹拌しながら添加した。より早い添加速度によっても、pHは、8〜9に留まった。冷却浴を除去し、そして反応混合液を、室温(約20℃)で約5時間撹拌した。次いで、溶媒を、水流ポンプ真空を用いて注意して溜去した。
【0045】
5−プロポキシ−2,4−ジヒドロ−3H−1,2,4−トリアゾル−3−オン14.63g(純度90%、すなわち理論量の87.7%)を、粗生成物として得た。
【0046】
式(II)の出発材料:
例(II−1)
【0047】
【化8】
Figure 0004362226
【0048】
チオシアン酸ナトリウム8.3g(100mmol)およびキノリン0.4g(3mmol)を、最初に、メチルイソブチルケトン50ml中に負荷した。室温(約20℃)において、クロロギ酸メチル10.2g(107mmol)を約45分間かけて撹拌しながら滴下し、そして反応混合液を、室温で約3時間撹拌した。メタノール6.4g(200mmol)の添加(約30分にわたって)後、混合液を、室温でさらに16時間撹拌した。水30mlおよび濃塩酸3mlを添加した。有機相を分別し、そして水相を、さらに2回メチルイソブチルケトンにより抽出した。合わせた有機相を、水20mlを用いて洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、そして濾過した。溶媒を、その濾液から水流ポンプ真空を用いて注意して溜去した。
【0049】
例1による反応のために、さらなる精製なしに使用できる1.3−ジメチル チオイミドジカルボキシレート14.5g(理論量の97%)を得た。
【0050】
例(II−2)
【0051】
【化9】
Figure 0004362226
【0052】
チオシアン酸ナトリウム8.3g(100mmol)およびキノリン0.4g(3mmol)を、最初に、メチルイソブチルケトン50ml中に負荷した。室温(約20℃)において、クロロギ酸メチル10.2g(107mmol)を約45分間かけて撹拌しながら滴下し、そして反応混合液を、室温で約3時間撹拌した。n−プロパノール12g(200mmol)の添加(約30分にわたって)後、混合液を、室温でさらに16時間撹拌した。水30mlおよび濃塩酸3mlを添加した。有機相を分別し、そして水相を、さらに2回メチルイソブチルケトンにより抽出した。合わせた有機相を、水20mlを用いて洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、そして濾過した。溶媒を、その濾液から水流ポンプ真空を用いて注意して溜去した。
【0053】
例2による反応のために、いかなるさらなる精製なしに使用できる1−メチル−3−プロピル チオイミドジカルボキシレート17.2g(理論量の97%)を得た。
【0054】
本発明は、具体的説明の目的のために、前述のように詳細に記述されたけれども、そのような詳細は、その目的のためにのみあり、請求の範囲によって限定されるであろうものを除いて、本発明の精神および範囲から離れることなく、その中で当業者によって変更し得るものと理解すべきである。

Claims (3)

  1. 一般式(I)
    Figure 0004362226
    [式中、Rは、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルキルアルキル基、アリール基もしくはアリールアルキル基を表し、れらの基は、いずれも置換されていてもよい]
    のアルコキシトリアゾリノンの製造方法であって、
    a)一般式(II)
    Figure 0004362226
    [式中、Rは、上記に定義されたとおりであり、そしてR1は、アルキル基、アリールアルキル基もしくはアリール基を表し、れらの基は、いずれも置換されていてもよい]
    のチオイミドジカルボン酸ジエステルを、
    b)ヒドラジン、ヒドラジン水和物もしくはヒドラジンの酸付加物と反応させ、かつ、該反応が、i)希釈剤の存在下、そして場合によっては塩基性反応補助剤の存在下、そしてii)温度−10℃〜+100℃において実施されることを含んでなる方法。
  2. Rが、
    i)各場合、炭素原子6個までをもつアルキル基、アルケニル基もしくはアルキニル基を表し、そしてこれらの基のいずれも、シアノ−、ハロゲン−もしくはC1−C4−アルコキシ−置換されていてもよいか、または
    ii)炭素原子3〜6個をもつシクロアルキル基、またはシクロアルキル部分に炭素原子3〜6個とアルキル部分に炭素原子1〜4個をもつシクロアルキルアルキル基を表し、これらの基のいずれも、ハロゲン−もしくはC1−C4−アルキル−置換されていてもよいか、または
    iii)炭素原子6もしくは10個をもつアリール基、またはアリール部分に炭素原子6もしくは10個とアルキル部分に炭素原子1〜4個をもつアリールアルキル基を表し、これらの基のいずれも、シアノ−、ハロゲン−、C1−C4−アルキル−、C1−C4−ハロゲノアルキル−、C1−C4−アルコキシ−、C1−C4−ハロゲノアルコキシ−もしくはC1−C4−アルコキシ−カルボニル−置換されていてもよい、
    請求項1の方法。
  3. Rが、
    i)メチル、エチル、n−もしくはi−プロピル、n−、i−もしくはs−ブチルを表し、これらのいずれも、シアノ−、フッ素−、塩素−および/または臭素−、メトキシ−もしくはエトキシ−置換されていてもよいか、または
    ii)プロペニル、ブテニル、プロピニルもしくはブチニルを表し、これらのいずれも、シアノ−、フッ素−、塩素−および/または臭素−置換されていてもよいか、
    iii)シクロプロピルもしくはシクロプロピルメチルを表し、これらのいずれも、フッ素−、塩素−、メチル−もしくはエチル−置換されていてもよいか、または
    iV)フェニルもしくはベンジルを表し、これらのいずれも、シアノ−、フッ素−、塩素−、臭素−、メチル−、エチル−、トリフルオロメチル−、メトキシ−、エトキシ−、ジフルオロメトキシ−、トリフルオロメトキシ−、メトキシカルボニル−もしくはエトキシカルボニル−置換されていてもよい、
    請求項1の方法。
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