KR100591601B1 - 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸(ｔｄａ)을 2-(메틸설포닐)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸 (ｔｄａ 설폰)로 전환시키는 신규 방법 - Google Patents
2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸(ｔｄａ)을 2-(메틸설포닐)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸 (ｔｄａ 설폰)로 전환시키는 신규 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 티아디아졸 설폰을 제조하는 방법을 제공한다. 특히, 본 발명의 방법은 적합한 산화제의 존재하에서 촉매적 산화를 이용하여 2-(메틸설포닐)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 제조하기 위해 이용된다. 바람직한 산화제는 과산화수소이다. 산화 반응에 사용된 촉매 시스템은 붕산과 빙초산의 혼합물이다. 빙초산 대 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸의 몰비는 약 0.1:1 내지 약 0.5:1 이다.
Description
본 발명의 분야는 티아디아졸 설폰을 합성하는 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸(TDA)을 촉매적 산화시켜 2-(메틸설포닐)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸(TDA 설폰)로 전환시키는 개선된 방법에 관한 것이다.
설폰은 RR'SO2 의 일반 구조를 갖는다. 설폰은 다양한 전구체로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, 설폰은 (a) 설파이드를 산화시키고, (b) 설피네이트 에스테르를 전위시키고(rearranging), (c) 설포닐 할라이드를 알켄 및 아세틸렌에 첨가하고, (d) 설핀산을 극성 결합에 가하고, (e) SO2 를 폴리엔에 첨가함으로써 제조 될 수 있다[참조예: Durst, T., in Comprehensive Organic Chemistry: Chapter 11.6, Barton and Ollis, Eds., Pergammon Press, Oxford, 1979].
특별한 설폰 그룹, 2-(알킬설포닐)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸은 제초제를 제조하는데 사용되는 중간체이다. 이 그룹내에서 특별한 설폰, 2-(메틸설포닐)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸은 항진균 활성을 갖는 것으로 보고되었다[참조: 미합중국 특허 제 3,562,284 호]. 미합중국 특허 제 3,562,284 호에 따라, 2-(치환된 설포닐)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸은 상응하는 2-(치환된 티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 과망간산칼륨, 과산화수소 또는 퍼옥시트리플루오로-아세트산과 같은 산화제의 존재하에서 산화시킴으로써 제조될 수 있다. 산화는 용매로서 메틸렌 클로라이드 및 아세트산을 포함하는 산성의 수성 매질중에서 일어난다. 공업적 위생학상 및 취급상 메틸렌 클로라이드는 바람직하지 않은 용매이다. 이는 비점이 낮아(고증기압) 취급이 어렵다. 또한, 이것은 수성 스트림을 오염시킨다. 설폰 생성물은 결정화를 이용하여 분리한다. 보고된 설폰의 수율은 출발 설파이드를 기준으로 하여 약 65% 이다.
상기 공지된 방법에서는, 물의 존재하에서 아세트산을 사용함으로써 과다한 물이 반응에 유입되고 값비싼 결정화 방법을 사용하여 설폰을 정제하는 것이 필요하며, 이에 따라 수율이 낮아 진다. 따라서, 당업계에서는 실질적으로 티아디아졸을 고수율로 제조하는 값싼 방법이 요망되고 있다.
본 발명은 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 붕산과 빙초산을 함유하는 반응 혼합물중에서 산화시켜 설폰을 함유하는 반응 생성물을 수득함을 특징으로 하여 2-(메틸설포닐)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 구체예에서, 과산화수소가 바람직한 산화제이다. 이 구체예에 따라, 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 붕산 및 빙초산의 존재하에서 과산화수소와 반응시킨다. 반응 혼합물에 사용된 과산화수소는 바람직하게는 약 30 내지 약 50% 중량%의 과산화수소를 함유하는 수용액이다. 과산화수소는 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸에 대해 몰 과량으로 존재한다. 바람직하게는 과산화수소 대 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸의 몰비는 약 2.0:1 내지 약 3.0:1 이다. 더욱 바람직한 몰비는 약 2.05:1 내지 약 2.5:1 이다. 붕산은 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸) -1,3,4-티아디아졸 1 몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 양으로 존재한다. 바람직하게는, 붕산 대 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸의 몰비는 약 0.2:1 내지 약 0.3:1 이다. 빙초산은 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸 1 몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 양으로 존재한다. 바람직한 구체예에서, 빙초산 대 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸의 몰비는 약 0.2:1 내지 약 0.3:1 이다. 산화는 전형적으로 약 60 내지 약 110 ℃, 바람직하게는 약 70 내지 약 100 ℃의 온도에서 일어난다.
본 발명의 방법은 추가 단계를 포함할 수 있다. 반응 혼합물에 황산을 첨 가하여 혼합물을 산성화시킬 수 있다. 또한, 반응 혼합물로부터 물을 제거할 수 있다. 물의 제거는 바람직하게는 공비적으로 수행된다.
또한, 본 발명의 구체예는 2-(메틸설포닐)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸 생성물을 분리하는 단계를 포함할 수 있다. 반응 완결후, 수성상 및 유기상이 형성된다. 수성상은 고체를 함유하지 않으며, 물중의 아세트산 및 붕산의 용액만을 함유한다. 2-(메틸설포닐)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸이 반응 혼합물의 유기상중에 함유되어 있다.
2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 활성화 몰리브덴 또는 텅스텐 촉매를 함유하는 반응 혼합물중에서 산화시켜 2-(메틸설포닐)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 제조하는 방법이 유럽 특허 출원 EP-A 926 143 호에 기재되어 있다. 이 발명에서 활성화 몰리브덴 또는 텅스텐 촉매는 각각 몰리브덴산 또는 텅스텐산이다. 반응은 빙초산의 부재하에서 수행된다.
2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 빙초산 촉매의 존재하에서 산화시켜 2-(메틸설포닐)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 제조하는 방법이 미합중국 특허 제 5,856,499 호에 기재되어 있다.
2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 빙초산 및 촉매량의 텅스텐 촉매를 함유하는 반응 혼합물중에서 산화시켜 TDA 설폰을 함유하는 반응 생성물을 형성시켜 2-(메틸설포닐)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 제조하는 방법이 미합중국 특허 출원 제 09/153920 호에 기재되어 있다.
본 발명은 티아디아졸 설폰을 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 방법은 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸(TDA)로부터 2-(메틸설포닐)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸(TDA 설폰)을 제조하기 위해 이용된다. TDA 설폰은 TDA 를 적합한 산화제의 존재하에서 촉매적으로 산화시킴으로써 제조된다. 산화 반응에 사용된 촉매는 붕산과 빙초산의 배합물이다.
본 발명의 방법은 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸 (TDA)을 붕산과 빙초산을 함유하는 반응 혼합물중에서 산화시켜 TDA 설폰을 함유하는 반응 생성물을 형성시키는 단계를 포함한다. TDA 의 산화는 적합한 산화제의 존재하에서 일어난다. 이와 같은 산화제의 예는 당업계에 공지되어 있다[참조예: Durst, T., in Comprehensive Organic Chemistry: Chapter 11.6, Barton and Ollis, Eds., Pergammon Press, Oxford, (1979)]. 바람직한 산화제는 과산화수소 (H2O2)이다. 이 구체예에 따라, TDA 를 붕산 및 빙초산의 존재하에서 과산화수소와 반응시킨다. 반응 혼합물에 사용된 과산화수소는 바람직하게는 약 30 내지 약 50 중량%의 과산화수소를 함유하는 수용액이다. H2O2 대 TDA 의 몰비는 약 2.0:1 내지 약 3.0:1, 및 바람직하게는 약 2.05:1 내지 약 2.5:1 이다. 산화 조건은 당업계에 알려져 있다. 전형적으로, 산화는 약 60 내지 약 110 ℃, 바람직하게는 약 70 내지 약 100 ℃의 온도에서 수행된다.
본 발명의 방법에 사용된 TDA 는 어떤 공급원으로부터도 수득될 수 있다. 바람직하게, TDA 는 톨루엔과 같은 비양성자성 방향족 용매중에서 TDA 를 제공하는 방법으로 제조된다. TDA 를 제조하는 특히 바람직한 수단은 명칭이 "메틸디티오카바지네이트 및 트리플루오로아세트산을 사용하여 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 제조하는 방법(US 5,905,157)", "메틸디티오카바지네이트 및 트리플루오로아세트산을 사용하여 (2,5-비스(메틸티오)-1,3,4-티아디아졸을 선택적으로 제거하면서) 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 제조하는 방법(EP-A 926 141)" 및 "메틸디티오카바지네이트 및 몰 과량의 트리플루오로아세트산을 사용하여 (트리플루오로아세트산을 회수하면서) 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 제조하는 방법(US 5,898,074)" 인 참조문헌에서 찾아낼 수 있다.
TDA 의 산화는 용매의 존재하에서 수행된다. 바람직하게, 용매는 비양성자성 방향족 용매이다. 이러한 용매는 당업계에 알려져 있다. 이와 같은 용매로 바람직한 예는 톨루엔, 크실렌, 큐멘 및 메시틸렌이다. 톨루엔이 특히 바람직하다. 사용된 용매의 양은 당업계의 숙련자들이 용이하게 결정할 수 있는 것으로 넓은 범위내에서 변할 수 있다. 정확한 용매의 양은 사용된 특정 용매에 따라 달라질 것이다. 톨루엔이 용매인 경우, 이는 TDA 1 몰당 약 0.5 내지 약 3.5 몰의 양으로 존재한다. 바람직하게, 톨루엔은 TDA 1 몰당 약 1.0 내지 약 2.0 몰, 더욱 바람직하게는 약 1.0 내지 약 1.5 몰의 양으로 존재한다.
TDA 를 붕산 및 빙초산을 함유하는 반응 혼합물중에서 산화시켜 TDA 설폰을 함유하는 반응 생성물을 수득한다. TDA 공급원, 용매의 사용, 산화 조건 및 적합 한 산화제의 선택은 상술된 바와 같다. 반응 혼합물에 사용된 산화제(예를 들어 과산화수소)는 바람직하게는 TDA 에 대해 몰 과량으로 존재한다. 바람직하게, 산화제 대 TDA 의 몰비는 약 2.0:1 내지 약 3.0:1 이다. 더욱 바람직하게는, 산화제 대 TDA 의 몰비는 약 2.05:1 내지 약 2.5:1 이다. 붕산 및 빙초산은 반응 혼합물에 직접 첨가한다. 붕산은 TDA 1 몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 양으로 존재한다. 바람직하게, 붕산 대 TDA 의 몰비는 약 0.2:1 내지 약 0.3:1 이다. 빙초산은 TDA 1 몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 양으로 존재한다. 바람직한 구체예에서, 빙초산 대 TDA 의 몰비는 약 0.2:1 내지 약 0.3:1 이다.
본 발명의 한 구체예에서, 약 0.5 몰 이하량의 황산을 반응 혼합물에 첨가하여 혼합물을 산성화시킬 수 있다. 또한, 반응 혼합물로부터 물을 제거할 수 있다. 또한, 본 발명의 방법은 형성된 설폰을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
물 제거는 바람직하게는 공비적으로 수행된다. 물의 공비 제거는 용매의 존재하에서, 특히 용매가 톨루엔인 경우 용이하게 수행된다. 공비 혼합물은 물보다 저비점을 갖기 때문에, 반응 생성물을 용매의 비점까지 가열하여 물을 효과적으로 제거한다. 산화 반응은 약 60 내지 약 110 ℃의 범위에서 일어나기 때문에 반응동안 물이 게거되고; 추가의 단계는 필요치 않다.
하기 실시예가 본 발명의 바람직한 구체예를 설명하지만, 명세서 및 청구범위를 한정하지는 않는다.
실시예
붕산 및 빙초산을 사용하여 TDA 설폰을 합성하는 방법
톨루엔중의 TDA 약 1.5 몰, 붕산 약 30 g(0.49 몰) 및 빙초산 약 40 g(0.67 몰)을 반응 용기에 도입하였다. 그후, 반응 혼합물을 약 80 ℃의 온도로 가열하고, 35% 과산화수소 3.65 몰을 약 4 시간에 걸쳐 첨가하였다. 형성된 혼합물 약 4 시간동안 가열하고, 물을 공비적으로 제거하였다. TDA 설폰의 평균 수율% 및 순도%는 각각 약 95.0% 및 99.2% 이었다.
본 발명이 설명할 목적으로 상기에 상세히 기재되었더라도, 이것은 단지 설명하기 위한 것이며, 특허청구범위로 제한될 수 있는 것을 제외하고는 본 발명의 영역 및 취지를 벗어나지 않는 범위내에서 당업계의 숙련자들에 의해 변경될 수 있다.
Claims (10)
- 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 과산화수소, 붕산 및 빙초산을 함유하는 반응 혼합물중에서 산화시킴을 특징으로 하여 2-(메틸설포닐)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 제조하는 방법으로서, 빙초산 대 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸의 몰비가 0.1:1 내지 0.5:1 인 방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 비양성자성 방향족 용매에 용해시키는 방법.
- 제 3 항에 있어서, 용매가 톨루엔인 방법.
- 제 4 항에 있어서, 톨루엔 대 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸의 몰비가 0.5:1 내지 3.5:1 인 방법.
- 제 1 항에 있어서, 산화가 60 내지 110 ℃의 온도에서 수행되는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 과산화수소 대 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸의 몰비가 2.0:1 내지 3.0:1 인 방법.
- 제 1 항에 있어서, 빙초산 대 2-(메틸티오)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸의 몰비가 0.2:1 내지 0.3:1 인 방법.
- 제 1 항에 있어서, 반응 생성물로부터 물을 공비적으로 제거하는 것을 추가로 포함하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 형성된 2-(메틸설포닐)-5-(트리플루오로메틸)-1,3,4-티아디아졸을 분리하는 것을 추가로 포함하는 방법.
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