JPH0141617B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、既知除草活性化合物の合成のための
中間体として使用し得る或種のα―ケトカルボン
酸Ｎ―第３ブチルアミドの非自明な製造方法に関
する。 一般に、α―ケトカルボン酸アミドは、例えば
ドイツ特許公開公報第2165554号によりα―ケト
カルボン酸アミドとヒドラジン誘導体から容易に
得られる除草活性１，２，４―トリアジン―５―
オン誘導体の製造のための価値ある中間体であ
る。 第２および第３アルコール、オレフインまたは
エステルとニトリルとの、酸例えば硫酸、または
ルイス酸の存在下での反応により、Ｎ―アルキル
置換カルボン酸アミドが得られることは既に開示
されている（例えばJ.J.Ritter等、J.Am.Chem.
Soc.70，4045頁（1948）参照）。 この反応（文献では“リツター反応”として知
られている）は多くの脂肪族および芳香族モノニ
トリルおよびジニトリルで、および不飽和ニトリ
ルおよびアルデヒドシアノヒドリンで実施し得る
（例えばJ.Am.Chem.Soc.71，4128頁（1949）；
71，4130頁（1949）；72，5577頁（1950）；および
73，4076頁（1951）；および“Organic
Reactions”，John Wiley＆Sons，Inc.，New
York（1969），17巻、213―335頁；“Methodicum
Chimicum”，Geory Thieme Verlag，
Stuttgart（1974）、６巻、710頁；およびH.
Krauch und W.Kunz，“Reaktionen der
Organischen Chemie”，Dr.Alfred Huthig
Verlay，Heidelberg（1976）、544頁参照）。 更に、アシルシアナイドもリツター反応に同様
に使用し得ることが知られている。斯くして、例
えばActa.Chem.Scand.22，1787―1790頁（1968）
には、ルイス酸の存在下にベンゾイルシアナイド
と第３ブタノールからフエニルグリオキシル酸Ｎ
―第３ブチルアミドが理論値の72％の収量で得ら
れることが記載されている。 ドイツ特許公開公報第2733180号および2733181
号によれば、フエニルグリオキシル酸Ｎ―第３ブ
チルアミドおよび他のグリオキシル酸Ｎ―第３ブ
チルアミドは、対応するアシルシアナイドと、強
酸（例えば濃硫酸）の存在下で、即ちリツター反
応の条件下で、第３ブチルカルボニウムイオンを
形成する成分としての第３ブタノールまたはイソ
ブチレンとを反応させることによつても、理論値
の54―95％の収量で製造し得る。 例えばイソニトリルへの酸クロライドの付加
（例えばChem.Ber.94，1116―1121頁（1961）参
照）、または対応するα―ヒドロキシカルボン酸
アミドの重金属酸化物による酸化（例えばドイツ
特許公開公報第2208568号参照）といつた他のα
―ケトカルボン酸製造法は、イソニトリルの毒性
および不快臭のため、または重金属酸化物の毒性
および高価格のため、相当により多くの技術的努
力を要する。 しかし、必要なα―ケトカルボン酸アミドが、
容易に得られるアシルシアナイド（例えば
Angew.Chem.68，425―435頁（1965）参照）と、
カルボニウムイオンを形成する適当な成分との反
応により、工業的スケールで簡単に得られるよう
にリツター反応を改良することが望ましい。 文献から知られているように、第３ブチルメチ
ルエーテルは硫酸の存在下で分解してイソブチレ
ンを生成し（J.Amer.Chem.Soc.54，2093頁
（1932）参照）、従つてそのリツター反応の条件下
で第３ブチルカルボニウムイオン源としての使用
は期待し得た。従つて、米国特許第2518156号明
細書によれば、安息香酸Ｎ―第３ブチルアミドを
ベンゾニトリルと第３ブチルメチルエーテルの反
応により製造することができる（収量：理論値の
85％）。 文献J.Amer.Chem.Soc.70，4045頁（1948）に
よれば、安息香酸Ｎ―第３ブチルアミドをベンゾ
ニトリルとイソブチレンから理論値の90％の収量
で製造することさえできる。 これ迄当該技術の状態からは、リツター反応に
おける第３ブチルカルボニウムイオン源としてイ
ソブチレンまたは第３ブタノールの代りに第３ブ
チルメチルエーテルを使用することの工業的利点
を推察することはできなかつた。 ドイツ特許公開公報第2733181号によれば、Ｎ
―アルキル置換α―ケトカルボン酸アミドの製造
のための反応体は、アルコールまたはアルケンが
化学量論的量よりも多く、好ましくはアシルシア
ナイド１モルあたり1.5ないし２モル、存在する
ような量で使用される。出願人の行なつた研究
は、ドイツ特許公開公報第2733180号および
2733181号の実施例による化学量論量的手順では、
トリメチルピルピン酸Ｎ―第３ブチルアミドとい
つたα―ケトカルボン酸アミドが非経済的な収率
（理論値の45％より低い）でしか得られないこと
を示した。 本発明はここに、一般式： Ｒ−CO−CO−NH−Ｃ（CH₃）₃ （） （式中、Ｒは場合によつては置換されていても
よい炭素原子数８までの脂肪族基、場合によつて
は置換されていてもよい炭素原子数３ないし６の
シクロアルキル基、場合によつては置換されてい
てもよいフエニルまたはナフチル基、または場合
によつては置換されていてもよい複素環式基を表
わす） のα―ケトカルボン酸Ｎ―第３ブチルアミドの製
造方法において、一般式： Ｒ−CO−CN （） （式中Ｒは上記の意味を有する） のアシルシアナイドを、式： （CH₃）₃C−Ｏ−CH₃ （） の第３ブチルメチルエーテルと、１：１ないし
１：1.5のモル比で、０ないし80℃の温度で、硫
酸の存在下に、および場合により溶媒または可溶
化剤の存在下に反応させ、そして次に反応混合物
を加水分解することを特徴とする方法を提供す
る。本発明の方法は式の化合物を高収率および
高純度で与える。 本発明の反応は上記“リツター反応”の条件下
で実施される。特に各場合におよそ化学量論量的
バツチを用いた時に、第３ブチルカルボニウムイ
オン源として第３ブタノールまたはイソブチレン
を使用した場合よりもかなり高い収率が本発明の
反応によつて達成され得るということは、特に驚
くべきことである。 第３ブチルメチルエーテルに加えてピバロイル
シアナイドを出発物質として使用し、反応を濃硫
酸の存在下に行なえば、反応経路は次式で表わす
ことができる： （CH₃）₃C−CO−CN ＋（CH₃）₃C−Ｏ−CH₃ H₂SO₄ ――――→ H₂O(CH₃)₃C−CO−CO−NH−Ｃ(CH₃)₃ 本発明の方法に出発物質として使用される式
の特に好ましいアシルシアナイドは、Ｒが、場合
によつては炭素原子数１ないし４のアルコキシ、
アルコキシ基中に１ないし４個の炭素原子を有す
るカルボアルコキシ、ニトロ、ニトリルおよび／
またはハロゲン（例えば弗素、塩素、臭素または
沃素）から選ばれた置換基により置換されていて
もよい炭素原子数１ないし４の直鎖または枝分れ
鎖アルキル基を表わすか、環中に５または６個の
炭素原子を有しそして場合によつてはいずれも炭
素原子数４までのアルキル、アルコキシまたはカ
ルボアルコキシ、ニトロおよび／またはハロゲン
（例えば弗素、塩素または臭素）から選ばれた置
換基により置換されていてもよいシクロアルキル
基を表わすか、場合によつてはいずれも炭素原子
数４までのアルキル、アルコキシまたはカルボア
ルコキシ、ニトロおよび／またはハロゲン（例え
ば弗素、塩素または臭素）から選ばれた置換基に
より置換されていてもよいフエニルまたはナフチ
ル基を表わすか、または環中に１ないし３個の酸
素、硫黄および／または窒素といつたヘテロ原子
を含むことができそしてまたベンゼン環と縮合し
ていることができ、そして場合によつてはいずれ
も炭素原子数４までのアルキル、アルコキシまた
はカルボアルコキシ、ニトロ、ニトリルおよび／
またはハロゲン（例えば弗素、塩素または臭素）
から選ばれた置換基により置換されていてもよい
５員または６員複素環式基を表わすものである。
基Ｒとして特に適当な複素環式基の例は次のもの
である：モルホリニル、イミダゾリル、ピラゾリ
ル、ピロリル、イソキサゾリル、ピペリジニル、
オキサゾリル、１，２，４―トリアゾール―１―
イル、１，２，４―トリアゾール―４―イル、
１，２，３―トリアゾリル、１，２，４―チアジ
アゾール―２―イル、ベンズイミダゾリルおよび
フラニル。 式のアシルシアナイドのあるものは知られて
いる；未だ知られていないアシルシアナイドは、
公知の方法（Angew・Chem.68，425―435頁
（1965）；およびドイツ特許公開公報第2614240，
2614241，2614242，2708182および2708183号参
照）により製造し得る。 ピバロイルシアナイド〔（CH₃）₃C−CO−CN〕
およびベンゾイルシアナイド（C₆H₅CO−CN）
が本発明の方法に使用するのに特に好ましい式
のアシルシアナイドとしてあげられる。 式の第３ブチルメチルエーテルは大規模な工
業的スケールで得ることができ、そして市場で入
手し得る。 反応温度は前記のように０ないし80℃、好まし
くは10ないし40℃というかなりの範囲内で選ぶこ
とができる。続く加水分解を氷水により行なうの
が好都合である。 反応は一般に常圧下で実施される。 反応は溶媒または可溶化剤の不在下または存在
下に実施し得る。可能な可溶化剤は或種の有機溶
媒である；特に適当な溶媒は氷酢酸および塩化メ
チレンであるが、ジアルキルエーテル（例えばジ
エチルエーテルまたはジイソプロピルエーテル）
およびジアリールエーテル（例えばジフエニルエ
ーテル）もあげることができる。しかし、溶媒と
して過剰の式の第３ブチルメチルエーテルを添
加し、そして次に付加的な可溶化剤なしで反応を
行なうこともまた適当であり得る。 本発明による方法を実施するに際し、溶媒とし
てかなり過剰の式の第３ブチルメチルエーテル
を使用しなければ、一般に式のアシルシアナイ
ド１モルあたり１ないし1.5モル、好ましくは１
ないし1.2モルの第３ブチルメチルエーテルを使
用する；式のアシルシアナイド１モルに対し第
３ブチルメチルエーテル１モルの化学量論量的モ
ル比が特に好ましい。もし第３ブチルメチルエー
テルを同時に溶媒として役立てるのなら、他の溶
媒の場合可能なように、これを事実上いかなる所
望の過剰でも使用し得る。 本発明による方法を実施するに要する酸は、化
学量論的量で、または化学量論的量より多い量で
用いられる。一般に、式のアシルシアナイド１
モルあたり１ないし５モル、好ましくは1.1ない
し1.5モルの酸が用いられる。 該方法を実施するに際し、酸または溶媒と酸の
混合物をまず反応器に導入し、そして他の２成分
即ちアシルシアナイドと第３ブチルメチルエーテ
ルの、場合によつては溶媒中の、混合物を添加す
る手順に従うのが適当である。 反応時間は一般に１ないし10時間である。加水
分解は、次いで反応混合物を氷上に注ぐことによ
り最も適当に実施される。生成したα―ケトカル
ボン酸アミドは、過または抽出により単離し得
る。 ここで適当な抽出剤は、あらゆる割合で水と非
混和性の溶媒、例えば（ジエチルエーテルまたは
ジイソプロピルエーテルのような）エーテル、
（酢酸エチルのような）エステル、（メチルイソブ
チルケトンのような）ケトン、（塩化メチレン、
クロロベンゼンまたはジクロロベンゼンのよう
な）ハロゲン化炭化水素および更に（ベンゼン、
トルエン、ｏ―キシレン、エチルベンゼン、クメ
ンまたはニトロベンゼンのような）芳香族化合物
である。塩化メチレンを使用するのが好ましい。
溶媒として用いられそして反応に参加しなかつた
過剰の式の第３ブチルメチルエーテル、同時に
抽出剤として仕上処理の間使用することもでき
る；これは蒸留後再使用し得る。 本発明により製造し得る式のα―ケトカルボ
ン酸アミドのあるものは知られている；それらは
例えば、除草活性化合物合成用中間体として使用
し得る。斯くして例えば、特に除草的に活性な式
の化合物４―アミノ―６―第３ブチル―３―メ
チルチオ―１，２，４―トリアジン―５（4H）―
オンが、式ａのトリメチルピルビン酸Ｎ―第３
ブチルアミドから次式に従つて得られる（ドイツ
特許第1795784号明細書参照）： 式ａのトリメチルピルビン酸Ｎ―第３ブチル
アミドは、直接にか、またはハロゲン化水素酸水
溶液中で前加水分解して式の遊離α―ケト酸と
した後に、公知の方法で１ないし1.5モルのチオ
カルボヒドラジドNH₂―NH―CS―NH―NH₂
（＝TCH）と、20ないし100℃の温度で縮合反応
に付して式の４―アミノ―６―第３ブチル―３
―メルカプト―１，２，４―トリアジン―５
（4H）―オンとすることができ、これはアルカリ
性溶液中でハロゲン化メチル（例えば沃化メチル
または臭化メチル）によりメチル化して式の生
成物とすることができる（Chem.Ber.97，2173〜
８頁（1964）；ドイツ特許公開公報第2165554，
2460889，2648300および2733180号参照）。 次の製造例１(a)および２(a)により本発明の方法
を更に詳細に説明する。 製造例 例 １ (a) （CH₃）₃C―CO―CO―NH―Ｃ（CH₃）₃ この例は本発明による好ましい手順を説明す
る： 最初に反応器中に導入された濃硫酸37.5ｇと
氷酢酸52.5ｇからなる反応混合物に、第３ブチ
ルメチルエーテル22ｇ（0.25モル）中に溶解し
たピバロイルシアナイド27.8ｇ（0.25モル）を
20ないし30℃で30分間で添加した。次に反応混
合物を室温で２時間撹拌後、これを氷125ｇ上
に注ぎそして充分に撹拌した。沈澱した生成物
を過し、水で洗滌しそして乾燥した。融点65
℃、含量＞99％（ガスクロマトグラフイーによ
り測定）の分析的に純粋なトリメチルピルビン
酸Ｎ―第３ブチルアミド40.8ｇ（理論値の87.5
％）が得られた。 比較例 (b) 次の比較例は、例えばドイツ特許公開公報第
2733180号の実施例１に記載されているような
当該技術の状態に相当する手順を説明する。し
かし、上記本発明による例１(a)との比較の目的
のために、化学量論的量のカルボニウムイオン
源即ち第３ブタノールをピバロイルシアナイド
と反応させた。 第３ブタノール18.5ｇ（0.25モル）と塩化メ
チレン12.5mlの混合物に、ピバロイルシアナイ
ド27.8ｇ（0.25モル）を添加した。次に撹拌下
に０ないし５℃で98％濃度硫酸37.5ｇを滴下
し、そしてこの混合物を次に20℃に加温した。
続いて４時間撹拌後、反応混合物を氷100ｇ上
に注ぎ、そして更に30分間撹拌した。次にこれ
を塩化メチレン75mlで希釈し、有機相を分離
し、そして塩化メチレン溶液を蒸発させた。
47.0ｇの黄色油状生成物が残り、その中の所望
のトリメチルピルビン酸Ｎ―第３ブチルアミド
の含量は33％（ガスクロマトグラフイーにより
測定）で、従つて収率は理論値の33.5％であつ
た。 (c) 次の比較例は、例えばドイツ特許公開公報第
2733181号の実施例３に記載されているような
当該技術の状態に相当する手順を示す。比較例
１(b)におけるように、化学量論的量のこの場合
に用いるカルボニウムイオン源即ちイソブチレ
ンをピバロイルシアナイドと反応させた。 ピバロイルシアナイド27.8dl（0.25モル）を
イソブチレン14ｇ（0.25モル）と、ドイツ特許
公開公報第2733181号の実施例３に記載のよう
に、湿気からの保護を与える撹拌された装置中
で反応させた。含量93.8％（ガスクロマトグラ
フイーにより測定）の粗トリメチルピルビン酸
Ｎ―第３ブチルアミド20.4ｇが得られ、これは
理論値の41.3％の収率に相当する。 (d) 従つた手順は比較例１(c)におけると同様であ
るが、しかしピバロイルシアナイドとイソブチ
レンの化学量論量的反応で得られた混合物の仕
上処理はドイツ特許公開公報第2733180号の実
施例１(b)に記載のように実施した。 含量93.5％（ガスクロマトグラフイーにより
測定）の粗トリメチルピルビン酸Ｎ―第３ブチ
ルアミド22.0ｇが得られ、これは理論値の44.4
％の収率に相当する。 例 ２ この例は本発明による好ましい手順を説明す
る。 最初に反応器中に導入された濃硫酸37.5ｇと
氷酢酸52.5ｇからなる反応混合物に、第３ブチ
ルメチルエーテル22ｇ（0.25モル）中に溶解し
たベンゾイルシアナイド32.8ｇ（0.25モル）を
20ないし30℃で30分間で添加した。続いて反応
混合物を室温で２時間撹拌後、これを氷125ｇ
上に注ぎそして充分に撹拌した。沈澱した生成
物を過し、水で洗滌し、そして乾燥した。融
点78℃、含量＞99％（ガスクロマトグラフイー
により測定）の分析的に純粋なフエニルグリオ
キシル酸Ｎ―第３ブチルアミド45.6ｇ（理論値
の88.9％）が得られた。 比較例 (b) 次の比較例は、例えばドイツ特許公開公報第
2733181号の実施例１に記載されているような
当該技術の状態に相当する手順を示すが、しか
し第３ブタノールを化学量論的量のベンゾイル
シアナイドと反応させた： 含量91.6％（ガスクロマトグラフイーにより
測定）のフエニルグリオキシル酸Ｎ―第３ブチ
ルアミド37.1ｇが得られ、これは理論値の66.2
％の収率に相当する。 (c) 従つた手順はドイツ特許公開公報第2733181
号の実施例３に記載の通りであるが、しかしイ
ソブチレンを化学量論的量のベンゾイルシアナ
イドと反応させた。 含量90.8％（ガスクロマトグラフイーにより
測定）のフエニルグリオキシル酸Ｎ―第３ブチ
ルアミド26.9ｇが得られ、これは理論値の47.6
％の収率に相当する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式： Ｒ−CO−CO−NH−Ｃ（CH₃）₃ （） （式中、Ｒは場合によつては置換されていても
   よい炭素原子数８までの脂肪族基、場合によつて
   は置換されていてもよい炭素原子数３ないし６の
   シクロアルキル基、場合によつては置換されてい
   てもよいフエニルまたはナフチル基、または場合
   によつては置換されていてもよい複素環式基を表
   わす） のα―ケトカルボン酸Ｎ―第３ブチルアミドの製
   造方法において、一般式： Ｒ−CO−CN （） （式中、Ｒは上記の意味を有する） のアシルシアナイドと、式： （CH₃）₃C−Ｏ−CH₃ （） の第３ブチルメチルエーテルを、１：１ないし
   １：1.5のモル比で、０ないし80℃の温度で、硫
   酸の存在下に反応させ、そして次に反応混合物を
   加水分解すことを特徴とする方法。 ２ 反応を10ないし40℃の温度で行なうことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 式のアシルシアナイドと式の第３ブチル
   メチルエーテルを１：１の（化学量論量的）モル
   比で反応させることを特徴とする特許請求の範囲
   第１または２項記載の方法。 ４ 式のアシルシアナイド１モルあたり１ない
   し５モルの酸を使用することを特徴とする特許請
   求の範囲１〜３項のいずれかに記載の方法。 ５ 式のアシルシアナイド１モルあたり1.1な
   いし1.5モルの酸を使用することを特徴とする特
   許請求の範囲第４項記載の方法。 ６ 酸として濃硫酸を使用することを特徴とする
   特許請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の方
   法。 ７ 式のアシルシアナイドとしてピバロイルシ
   アナイド［（CH₃）₃C―CO―CN］を使用すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１〜６項のいずれ
   かに記載の方法。 ８ 式のアシルシアナイドとしてベンゾイルシ
   アナイド（C₆H₅―CO―CN）を使用することを
   特徴とする特許請求の範囲第１〜６のいずれかに
   記載の方法。 ９ 式のアシルシアナイドと式のエーテル間
   の反応を溶媒または可溶化剤の存在下に行なうこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１〜８項のいず
   れかに記載の方法。 １０ 該方法を実施するに際し、酸または溶媒と
   酸の混合物を最初に導入し、そして式のアシル
   シアナイドと式の第３ブチルエチルエーテルの
   混合物を添加することを特徴とする特許請求の範
   囲第１〜９項のいずれかに記載の方法。 １１ 式のアシルシアナイドと式の第３ブチ
   ルメチルエーテルの混合物が溶媒を含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第１０項記載の方法。 １２ 溶媒が氷酢酸または塩化メチレンであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第９〜１１項のい
   ずれかに記載の方法。