KR100424199B1 - N-치환된시스-n-프로페닐-아세트아미드및그의제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기 일반식 (I) 의 신규한 N-치환된 시스-N-프로페닐-아세트아미드, 그의 제조방법 및 2-클로로-5-메틸-피리딘을 제조하기 위한 그의 용도에 관한 것이다:
상기식에서,
R1은 각 경우에 치환되거나 비치환된 알킬, -C(알킬)2-알케닐, 알키닐, 사이클로알킬, 사이클로알킬알킬, 아랄킬 또는 헤트아릴알킬을 나타낸다.

Description

N-치환된 시스-N-프로페닐-아세트아미드 및 그의 제조방법
본 발명은 농약 활성 화합물을 제조하기 위한 중간체로 사용될 수 있는 신규한 N-치환된 시스-N-프로페닐-아세트아미드 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
하기 반응식에 따라서 일반식 (B) 의 이민을, 산수용체의 존재 또는 부재하에서, 무수 아세트산 또는 아세틸 클로라이드와 반응시켜 일반식 (A) 의 N-알케닐-아세트아미드를 수득하는 것은 이미 공지되어 있다(참조 : J. Chem. Soc. Perkin Trans. I. 1984, 1173-82 및 EP-A 0 546 418) :
그러나, 이 문헌에는 상응하는 트랜스 유도체는 기술되어 있으나, 시스 유도체의 제조에 대해서는 기술되지 않았다.
본 발명은
1) 하기 일반식 (I) 의 신규한 N-치환된 시스-N-프로페닐-아세트아미드,
2) 하기 일반식 (II) 의 아세트아미드를, 희석제의 존재 또는 부재하에서,강한 염기를 사용하여 이성질화시킴을 특징으로 하여 일반식 (I) 의 N-치환된 시스-N-프로페닐-아세트아미드를 제조하는 방법 및
3) 일반식 (I) 의 N-치환된 시스-N-프로페닐-아세트아미드를 20 내지 150℃ 의 온도에서 희석제의 존재 또는 부재하에, "빌스마이어 시약 (Vilsmeier reagent)", 즉, 하기 일반식 (III) 의 포름아미드 유도체 및 염소화제와 반응시켜 하기 일반식 (IV) 의 2-클로로-5-메틸-피리딘을 제조하기 위한 일반식 (I) 의 N-치환된 시스-N-프로페닐-아세트아미드의 용도에 관한 것이다:
상기식에서,
R1은 각 경우에 치환되거나 비치환된 알킬, -C(알킬)2-알케닐, 알키닐, 사이클로알킬, 사이클로알킬알킬, 아랄킬 또는 헤트아릴알킬을 나타내고,
R2및 R3는 동일하거나 상이하고, 알킬 또는 사이클로알킬을 나타내거나, 함께는 알칸디일을 나타낸다.
지금까지 이와 유사한 이성질화 공정이 자리옮김 촉매(rearrangement catalysts) 로서 철 카보닐을 사용한 광화학 반응으로서 기술되어 왔지만(참조예: J. Chem. Soc. Perkin Trans II, 1973, pp. 1954-57), 놀랍게도 일반식 (I) 의 신규한 N-치환된 시스-N-프로페닐-아세트아미드는 본 발명에 따른 공정에 의해 간단한 방법에 의해 매우 높은 수득률로 수득될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 공정은 공업적 규모로 제조하는데 특히 적합하며, 선행 기술을 한층 더 진보시킨 것이다.
일반식 (I) 의 N-치환된 시스-N-프로페닐-아세트아미드는 2-클로로-5-메틸피리딘을 제조하기 위해 사용된다.
본 발명에 따른 방법에 의해 바람직하게 제조되는 일반식 (I) 의 화합물은 R1이 C1-C2-알콕시에 의해 치환되거나 비치환된 C1-C6-알킬을 나타내거나, 1-부텐-4-일, 2-부텐-4-일; 프로피닐 또는 부티닐을 나타내거나, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로프로필메틸, 사이클로부틸메틸, 사이클로펜틸메틸 또는 사이클로헥실메틸을 나타내거나,
각 경우에 동일하거나 상이한 치환체에 의해 일치환 내지 삼치환되거나 비치환된 벤질, 페닐에틸, 페닐프로필, 나프틸메틸, 티에닐메틸 또는 피리딜메틸을 나타내고, 여기에서, 치환체는 각 경우에 할로겐, C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시가 언급될 수 있는 화합물이다.
본 발명에 따른 방법에 의해 특히 바람직하게 제조되는 일반식 (I) 의 화합물은
R1이 각 경우에 메톡시 또는 에톡시에 의해 치환되거나 비치환된 메틸, 에틸, n- 또는 i-프로필 또는 n-, i-, s- 또는 t-부틸을 나타내거나,
각 경우에 동일하거나 상이한 치환체에 의해 일치환 또는 이치환되거나 비치환된 벤질 또는 페네틸을 나타내며, 여기에서 치환체는 불소, 염소, 브롬, 메틸, 에틸, n- 또는 i-프로필, n-, i-, s- 또는 t-부틸, 메톡시 또는 에톡시가 언급될 수 있거나,
사이클로헥실 또는 클로로피리딜메틸을 나타내는 화합물이다.
일반적인 용어로 또는 바람직한 범위로 상기 언급된 라디칼의 정의는 일반식 (I) 의 최종 생성물에 적용되며, 이와 유사하게, 제조하기 위해 사용되는 출발물질에 적용된다.
예를 들어, N-메틸-N-알릴아세트아미드가 출발물질로서, 수산화칼륨이 염기로서 사용되는 경우, 본 발명에 따른 반응과정은 다음의 반응식으로 표현될 수 있다.
일반식 (II) 는 일반식 (I) 의 화합물을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법에서 출발물질로서 사용되는 아세트아미드를 일반적으로 정의한 것이다. 일반식 (II) 에서, R1은 바람직하게 또는 특히 바람직하게는 일반식 (I) 의 신규한 화합물의 정의와 관련하여 바람직한 또는 특히 바람직한 것으로서 이미 언급된 바와 같은 의미를 갖는다.
일반식 (II) 의 아세트아미드는 공지되어 있고/있거나 그 자체가 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다(참조 : 예를 들어, DE-OS(독일 공개 명세서) 23 34 632 또는 J. Chem. Soc. Perkin Trans. I 1993, 2344).
본 발명에 따른 이성질화 반응은 강한 염기의 존재하에서 수행된다. 강한 염기로는 예를 들어, 수산화리튬, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨과 같은 알칼리 금속 수산화물 및 나트륨 메틸레이트, 나트륨 에틸레이트, 나트륨 이소프로필레이트, 나트륨 n-부틸레이트, 나트륨 s-부틸레이트, 나트륨 t-부틸레이트, 칼륨 n-부틸레이트, 칼륨 s-부틸레이트 또는 칼륨 t-부틸레이트와 같은 알칼리 금속 알콜레이트가 포함된다.
경우에 따라, 본 발명에 따른 이성질화 반응은 희석제의 존재하에서 수행될수 있다. 적합한 희석제는 불활성으로서, 바람직하게는 비양자성인 극성 용매이다. 이들로는 특히, 메틸 t-부틸 에테르, 메틸 t-아밀 에테르, 1,2-디메톡시에탄, 디에톡시메탄, 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 또는 에틸렌 글리콜 디에틸 에테르와 같은 에테르; 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 벤조니트릴 또는 부티로니트릴과 같은 니트릴, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디에틸포름아미드, 디-사이클로헥실포름아미드, 디부틸포름아미드, 아세트아미드, 디메틸 아세트아미드와 같은 아미드, N-메틸-피롤리돈, N-메틸-E-카프로락탐, 테트라메틸우레아와 같은 우레아, 디메틸 술폭사이드 또는 술포란과 같은 술폭사이드 및 술폰이 포함된다.
본 발명에 따른 이성질화 반응을 수행하는 경우, 반응 온도는 상당한 범위내에서 변화시킬 수 있다. 일반적으로, 반응은 반응속도를 충분히 높이기 위하여 -20 내지 +150℃, 바람직하게는 0 내지 100℃의 온도에서 수행되며, 이는 사용한 염기 및/또는 임의로 사용되는 용매에 따라 달라진다.
본 발명에 따른 이성질화 반응을 수행하기 위해서, 일반식 (II) 의 아세트아미드 1 몰당 0.01 내지 2 몰, 바람직하게는 0.05 내지 1 몰의 염기가 일반적으로 사용된다.
후처리는 물을 사용하여 통상적인 방법으로 수행될 수 있다. 염기를 중성화시킨 후, 혼합물을 적합한 용매를 사용하여 추출한다. 화합물은 증류 정제시킬 수 있다. 촉매량의 염기 및, 다음 단계에 적합한 용매(또는 용매 없이)가 사용되는 경우, 화합물을 또한 추가로 분리 및 정제하지 않고 직접 반응시켜 일반식 (IV)의 2-클로로-5-메틸-피리딘을 수득할 수 있다.
본 발명에 따른 이성질화 반응에 의해 제조될 수 있는 일반식 (I) 의 N-치환된 시스-N-프로페닐-아세트아미드를 일반식 (III) 의 포름아미드 유도체 및 염소화제와 반응시켜 일반식 (IV) 의 2-클로로-5-메틸-피리딘을 수득할 수 있다.
이에 따라 제조될 수 있는 2-클로로-5-메틸-피리딘은 살충제의 중간체로 사용될 수 있다(참조, 예를 들어, EP-A 0 163 855).
일반식 (I) 의 N-치환된 시스-N-프로페닐-아세트아미드에서 치환체의 입체 배열이 피리딘 환화에 부적합한 것으로 여겨짐에도, 놀랍게도 2-클로로-5-메틸피리딘은 이와 같은 방법에 의해 간단하고, 우수한 수득률로 수득될 수 있다:
일반식 (III) 은 또한 일반식 (IV) 의 2-클로로-5-메틸-피리딘을 제조하기 위한 출발물질로서 사용되는 포름아미드 유도체의 일반적인 정의를 제공한다. 일반식 (III) 에서, R2및 R3는 동일하거나 상이하고, 바람직하게는 특히, 메틸, 에틸, n- 또는 i-프로필 또는 n-, i-, s- 또는 t-부틸과 같은 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 측쇄 알킬을 나타내거나, 특히, 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실과 같은 3 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 사이클로알킬을 나타내거나, 함께는 특히, 부탄-1,4-디일 또는 펜탄-1,5-디일과 같은 2 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알칸디일을 나타낸다.
일반식 (III) 의 포름아미드 유도체로는 예를 들어, N,N-디메틸-포름아미드, N,N-디에틸-포름아미드, N,N-디프로필-포름아미드, N,N-디부틸-포름아미드, N-사이클로헥실-N-메틸-포름아미드, N,N-디사이클로헥실-포름아미드가 언급될 수 있다.
일반식 (III) 의 포름아미드 유도체는 유기 합성에 사용되는 공지된 화학약품이다.
일반식 (IV) 의 2-클로로-5-메틸-피리딘의 제조방법은 염소화제를 사용하여 수행된다. 이러한 목적으로, 통상적인 염소화제, 예를 들어 포스포릴 클로라이드(옥시염화인), 염화인 (V), 포스겐, 옥살릴 클로라이드, 티오닐 클로라이드, 퍼클로로부타노일 클로라이드, 디클로로벤조디옥솔, N,N-디메틸-클로로메틸임모늄 클로라이드 또는 N,N-디에틸-클로로메틸임모늄 클로라이드가 사용될 수 있다.
일반식 (IV) 의 2-클로로-5-메틸-피리딘을 제조하는 공정을 수행하는데 적합한 희석제는 통상적인 유기 용매이다. 이들은 특히, 예를 들어, 벤진, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 석유 에테르, 헥산, 사이클로헥산, 디클로로메탄, 클로로포름, 테트라클로로메탄과 같은 할로겐화되거나 할로겐화되지 않은 지방족, 지환족 또는 방향족 탄화수소; 디에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, 디옥산, 테트라하이드로푸란 또는 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 또는 에틸렌 글리콜 디에틸 에테르와 같은 에테르, 아세토니트릴, 프로피오니트릴 또는 부티로니트릴과 같은 니트릴; N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸포름아닐리드, N-메틸피롤리돈 또는 헥사메틸인산 트리아미드와 같은 아미드; 디메틸술폭사이드와 같은 술폭사이드 및 테트라메틸렌 술폰과 같은 술폰을 포함한다.
일반식 (IV) 의 2-클로로-5-메틸-피리딘을 제조하는 공정을 수행하는 경우, 반응 온도는 상당한 범위내에서 변화시킬 수 있다. 일반적으로, 공정은 -30 내지 +150 ℃, 바람직하게는 -10 ℃ 내지 +120 ℃ 에서 수행되며, 출발상태는 바람직하게는 -10 내지 +40 ℃ 에서 수행되며, 계속해서 +20 내지 120 ℃에서 수행된다. 그러나, 공정을 직접적으로 승온에서 수행하고, 동일 반응계에서 "빌스마이어 시약"을 제조하는 것도 또한 가능하다.
공정은 일반적으로 대기압하에서 수행된다. 그러나, 또한 일반적으로 0.1 바 내지 10 바의 범위내에서 승압하거나 감압하여 수행될 수 있다.
일반식 (IV) 의 2-클로로-5-메틸-피리딘을 제조하는 공정을 수행하기 위해서, 일반식 (I) 의 N-치환된 시스-N-프로페닐-아세트아미드 1 몰당, 염소화제 1 내지 10 몰, 바람직하게는 1.5 내지 5.0 몰, 특히는 2.0 내지 4.0 몰 및 일반식 (III) 의 포름아미드 유도체 1 내지 10 몰, 바람직하게는 2.0 내지 4.0 몰이 일반적으로 사용된다.
후처리는 통상적인 방법으로 수행될 수 있다.
제조실시예
실시예 1
(염기 : 칼륨 t-부틸레이트; 용매 : 1,2-디메톡시에탄)
N-벤질-N-알릴아세트아미드 9.47 g (0.05 몰) 을 건조 1,2-디메톡시에탄 50 ㎖에 용해시켰다. 칼륨 t-부틸레이트 5.6 g (0.05 몰) 을 20 ℃ 에서 보호 기체 존재하에 가하였다. 반응은 발열 반응이었으며, 용액의 색이 암적색으로 변하였다. 혼합물을 1 시간 동안 40 ℃ 에서 교반하면서 가열하고, 빙수를 가하고, pH 가 7이 되게 하였다. 혼합물을 메틸렌 클로라이드로 3 회 추출한 후, 결합된 유기상을 건조하고, 농축하였다.
벌브 튜브(bulb tube) 증류 (자켓 온도 150 ℃, 0.5 밀리바) 에 의해 정제된 적색 오일 9.3 g 을 수득하였다.
굴절지수가 1.535 인 시스-N-벤질-N-프로페닐-아세트아미드 8.3 g (이론치의 87.6 %) 을 수득하였다.
1H NMR (CDCl3, ppm 으로의 d): 1.42-1.45 (dd, CH3), 2.05 (s, CH3), 4.63 (s, CH2), 5.47-5.52 (m, CH), 5.97-6.00 (dd, CH), ∼7.3 (m, 5H).
(염기 : 수산화칼륨; 용매 : 디메틸 술폭사이드)
N-벤질-N-알릴아세트아미드 9.47 g (0.05 몰) 을 디메틸 술폭사이드 30 ㎖에 용해시키고, 수산화칼륨 0.28 g (0.005 몰) 을 가하였다. 혼합물을 24 시간 동안 실온에서 교반하고, 대부분의 용매를 진공 증류시키고, 빙수를 가하고, pH 가 중성이 되게 하였다. 후처리를 상기와 같이 수행하였다.
9.1 g 을 수득하였다(증류하지 않음); 함량 91.3 %. 이것은 이론치 수득률의 87.7 % 에 해당한다.
(염기 : 수산화칼륨; 용매 : 없음)
N-벤질-N-알릴아세트아미드 9.47 g (0.05 몰) 및 수산화칼륨 분말 (85 %) 0.66 g (0.01 몰) 을 용매 부재하에서 교반하면서 80 ℃ 에서 1 시간 동안 가열하였다. 혼합물을 냉각시키고, 빙수를 가하고, 묽은 염산을 사용하여 pH를 8 이 되게 하고, 혼합물을 메틸렌 클로라이드를 사용하여 3 회 추출하였다. 유기상을 결합시키고, 건조시키고, 용매를 감압하에서 증류시켰다(회전 증발기).
경우에 따라 추가의 증류에 의해 정제될 수 있는 N-벤질-N-시스-프로페닐-아세트아미드 함량이 87.5 % (GC) 인 오렌지색 오일 9.1 g 을 수득하였다.
실시예 1 과 유사하고, 일반적인 제조 설명에 따라 수득될 수 있는 일반식 (I) 의 화합물의 다른 실시예가 하기의 표에 기재되어 있다.
2-클로로-5-메틸-피리딘 (IV) 의 제조
시스-N-벤질-N-프로페닐-아세트아미드 10.4 g (함량 : 91.3 %, 0.05 몰) 을 아세토니트릴 25 ㎖에 용해시켰다. 디메틸포름아미드 11 g (0.15 몰) 을 가하고, 이어서 옥살릴 클로라이드 19 g (0.15 몰) 을 20 내지 25 ℃ 에서 냉각시키면서 적가하였다. 이어서, 혼합물을 18 시간 동안 환류시키고, 냉각하고, 용매를 진공증류 시켰다. 반응생성물을 빙수와 함께 교반하고 메틸렌 클로라이드를 사용하여 3 회 추출하였다. 유기상을 결합시키고, 건조시키고, 농축하였다.
맑은 유체 11.8 g 을 수득하였다; 증류에 의해 정제될 수 있는 2-클로로-5-메틸-피리딘이 47 % 였다. 수득률 : 이론치의 86.9 %.

Claims (3)

  1. 하기 일반식 (I) 의 N-치환된 시스-N-프로페닐-아세트아미드:
    상기식에서,
    R1은 C1-C2-알콕시에 의해 치환되거나 비치환된 C1-C6-알킬을 나타내거나, 1-부텐-4-일, 2-부텐-4-일; 프로피닐 또는 부티닐을 나타내거나, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로프로필메틸, 사이클로부틸메틸, 사이클로펜틸메틸 또는 사이클로헥실메틸을 나타내거나, 각 경우에 동일하거나 상이한 치환체에 의해 일치환 내지 삼치환되거나 비치환된 벤질, 페닐에틸, 페닐프로필, 나프틸메틸, 티에닐메틸 또는 피리딜메틸을 나타내고, 여기에서, 치환체는 각 경우에 할로겐, C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시를 나타낸다.
  2. 하기 일반식 (II) 의 아세트아미드를 비양자성 극성 희석제의 존재 또는 부재하에서, 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 금속 알콜레이트를 사용하여 이성질화시킴을 특징으로 하여 하기 일반식 (I) 의 N-치환된 시스-N-프로페닐-아세트아미드를 제조하는 방법:
    상기식에서,
    R1은 제1항에서 정의한 바와 같다.
  3. 제1항에 따른 일반식 (I) 의 N-치환된 시스-N-프로페닐-아세트아미드를 -30 내지 150 ℃ 의 온도에서 유기 용매의 존재 또는 부재하에 "빌스마이어 시약 (Vilsmeier reagent)", 즉, 하기 일반식 (III) 의 포름아미드 유도체 및 염소화제와 반응시켜 하기 일반식 (IV) 의 2-클로로-5-메틸-피리딘을 제조하는 방법:
    상기식에서,
    R2및 R3는 동일하거나 상이하고, C1-C6-알킬 또는 C3-C6-사이클로알킬을 나타내거나, 함께는 C2-C6-알칸디일을 나타낸다.
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