KR100845376B1 - 4-할로알킬 니코틴 니트릴의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
하기 화학식 I의 4-할로알킬 니코틴 니트릴은 구충제의 제조에서 중간 생성물로서 사용하기에 적합하고, (a) 하기 화학식 II의 3-아미노-1-할로알킬-2-프로펜-1-온을 하기 화학식 III 내지 VII의 화합물과 축합 반응시켜 화학식 VIII, IX 및/또는 X의 화합물을 생성하는 단계 및 (b) 반응 생성물을 폐환 반응시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 수득될 수 있다:
화학식 I
화학식 II
화학식 III
화학식 IV
화학식 V
Hal-CH=CH-CN
화학식 VI
화학식 VII
HC≡C-CN
화학식 VIII
화학식 IX
화학식 X
상기 식들에서,
RF는 (C1-C4)-할로알킬을 의미하고;
R1은 알킬이고;
Hal은 Cl 또는 Br이고;
Z는 O, S, NR1 또는 OCO이며, 화학식 IV의 경우에 2개의 라디칼 Z는 서로 독립적으로 상기 의미를 가질 수 있다.
Description
본 발명은 4-할로알킬-3-피리딘-카보니트릴(4-할로알킬 니코틴 니트릴)의 제조 방법 및 살충 활성을 갖는 4-할로알킬-니코틴산 유도체를 제공하는 추가의 이들의 반응에 관한 것이다.
4-할로알킬 니코틴 아미드는, 예를 들어 국제 특허 공개 제 98/57969 호, 유럽 특허 공개 제 0 580 374 호 및 독일 특허 공개 제 100 14 006 호에 기술된 바와 같은 구충제를 제조하기 위한 유용한 출발 물질이다.
이들 화합물은 4-할로알킬 니코틴산을 출발 물질로 사용하여 2단계로 제조되며, 그의 합성은, 예를 들어 유럽 특허 공개 제 0 744 400 호에 기술되어 있다.
놀랍게도, 가수분해에 의해 1단계로 수득될 수 있는 4-할로알킬 니코틴산을 출발 물질로 사용하여 4-할로알킬 니코틴 니트릴을 제조하는 간단한 방법이 밝혀졌다.
따라서, 본 발명은 (a) 하기 화학식 II의 3-아미노-1-할로알킬-2-프로펜-1-온을 하기 화학식 III 내지 VII의 화합물과 축합 반응시켜 화학식 VIII, IX 및/또는 X의 화합물을 생성하는 단계 및 (b) 반응 생성물을 폐환 반응시키는 단계를 포함하는, 하기 화학식 I의 4-할로알킬 니코틴 니트릴의 제조 방법에 관한 것이다:
상기 식들에서,
RF는 (C1-C4)-할로알킬, 바람직하게는 CF3이고;
R1은 알킬이고;
Hal은 F, Cl, Br 또는 I이고;
Z는 동일하거나 상이하며, O, S, NR1 또는 OCO이다.
바람직하게, 화학식 I 내지 X에서의 치환기는 다음과 같은 의미를 갖는다:
RF는 바람직하게는 CH2F, CFCl2, CF2Cl, CF3 또는 C2F5, 특히 바람직하게는 CF3이고;
R1은 바람직하게는 (C1-C4)-알킬, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, 특히 바람직하게는 메틸 또는 에틸, 매우 특히 바람직하게는 메틸이고;
Z는 바람직하게는 O 또는 NR1이고;
Hal은 바람직하게는 F 또는 Cl이다.
또한, 본 발명은 식물 보호제, 특히 구충제, 예를 들어 살충제를 제조하기 위한 중간체로서 4-할로알킬 니코틴 니트릴의 용도에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 따라 수득된 하기 화학식 I의 4-할로알킬 니코틴 니트릴을 가수분해시킴을 포함하는 하기 화학식 XI의 4-할로알킬 니코틴 아미드의 제조 방법에 관한 것이다:
화학식 I
상기 식들에서,
RF는 상기 정의된 바와 같다.
산을 출발 물질로 사용하는 공지된 합성과 비교하여 특별한 경제적 이점은, 본 발명에 따른 방법에 의하면, 활성화 산 유도체, 예를 들어 산 염화물이 필요하지 않을 뿐만 아니라 암모니아와의 반응이 수행되지 않는다는 사실에 있다.
또한, 본 발명은 화학식 VIII, IXa 및 X의 화합물 및 이들의 염에 관한 것이다:
화학식 VIII
화학식 X
상기 식들에서,
RF, Z 및 Hal은 상기 정의된 바와 같고;
R2는 알킬기이다.
이러한 경우에 화학식 VIII, XI 및 X의 화합물은 이중 결합상의 Z 및 E 이성질체, 예를 들어 화학식 VIII의 화합물의 (Z,Z), (Z,E), (E,Z) 및 (E,E) 이성질체, 및 각각의 경우에 화학식 IX 및 X의 화합물의 Z 및 E 이성질체와 같은 화합물의 모든 입체 이성질체를 포함한다. R2는 바람직하게는 탄소수 1 내지 6개의 선형 또는 분지된 알킬기, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸 및 t-부틸, 바람직하게는 메틸 및 에틸, 특히 바람직하게는 메틸이다.
이러한 경우에 화학식 VIII, XI 및 X의 화합물은 이중 결합상의 Z 및 E 이성질체, 예를 들어 화학식 VIII의 화합물의 (Z,Z), (Z,E), (E,Z) 및 (E,E) 이성질체, 및 각각의 경우에 화학식 IX 및 X의 화합물의 Z 및 E 이성질체와 같은 화합물의 모든 입체 이성질체를 포함한다. R2는 바람직하게는 탄소수 1 내지 6개의 선형 또는 분지된 알킬기, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸 및 t-부틸, 바람직하게는 메틸 및 에틸, 특히 바람직하게는 메틸이다.
또한, 본 발명은 식물 보호제, 특히 구충제, 예를 들어 살충제를 제조하기 위한 중간체로서 화학식 VIII, IX 및/또는 X의 화합물의 용도를 제공한다.
바람직한 출발 물질로서 화학식 II의 4-아미노-1,1,1-트리플루오로-3-부텐-2-온은 공지되어 있으며, 예를 들어 유럽 특허 공개 제 0 744 400 호에 기재된 바와 같이 하기 화학식 XII의 할로겐화산을 하기 화학식 XIII의 화합물과 반응시켜 하기 화학식 XIV를 수득하고 암모니아와 반응시킴으로써 제조될 수 있다:
상기 식들에서,
X는 할로겐원자이고;
R3은 알킬기이다.
화학식 III 내지 VII의 화합물은 공지되어 있다. 이들 화합물은 상업적으로 수득될 수 있거나, 예를 들어 문헌[J. Chem. Soc., 406-408, 1969]; [Bull. Soc. Chim. Fr., 594, 1948]; 및 [J. Org. Chem. 29, 1800-1808, 1964]에 기재된 바와 같이 당해 분야의 숙련자에게 익숙한 공지의 방법에 의해 제조될 수 있다.
R3은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6개, 바람직하게는 1 내지 4개의 선형 또는 분지된 알킬기이며, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸 및 t-부틸, 바람직하게는 메틸 및 에틸, 특히 바람직하게는 메틸이다.
본 발명에 따라, 화학식 II의 화합물을 하나 이상의 화학식 III 내지 VII의 화합물과 축합 반응시켜 화학식 VIII, IX 및/또는 X를 수득한다.
화학식 II의 화합물과 하나 이상의 화학식 III 내지 VII의 화합물의 축합 반응 및 후속적인 폐환 반응을 하기 반응식 1에 도시한다:
화학식 II의 화합물과 화학식 III 내지 VII의 축합 반응은 바람직하게는 감압(특히 바람직하게는 5 내지 150 밀리바, 매우 특히 바람직하게는 10 내지 100 밀리바 범위의 압력)하에 수행된다. 동시에, 반응 혼합물로부터 비점이 낮은 성분을 유거하고 이러한 과정에서 출발 물질 둘다의 반응을 가능한 완전하게 하는 것이 바 람직하다. 제거된 화합물인 R1ZH, 예를 들어 CH3OH, EtOH 또는 BuOH의 비점이 반응 온도 미만, 바람직하게는 50 내지 10℃이고 용매의 비점이 반응 온도 초과, 바람직하게는 50 내지 150℃이도록 진공이 유리하게 선택된다. 동시에, 부산물의 생성은 크게 억제되고 반응 속도는 증가한다.
반응에서 화학식 II와 III 내지 VII의 2개 성분의 비율은 사용되는 화합물 및 추가의 반응 조건에 따라 큰 범위까지 달라질 수 있다. 통상적으로, 화학식 II: III 내지 VII의 성분의 몰비는 1.0 내지 1.2:1, 바람직하게는 1.02 내지 1.06:1이다.
사용되는 화합물에 따라, 반응 온도 및 다른 반응 조건은 넓은 범위 내에서 달라질 수 있다. 일반적으로, 반응 온도는 -20 내지 +100℃, 바람직하게는 0 내지 +30℃ 범위이고 반응 시간은 통상적으로 0.5 내지 12시간, 바람직하게는 1 내지 6시간이다. 또한, 반응 조건은 화학식 III 내지 VII의 화합물중 어느 화합물이 사용되는지에 따라 달라질 수 있다.
화학식 III/V의 화합물과의 반응
반응 온도는 바람직하게는 -10 내지 +75℃이다. 효과적인 전환을 위해, 반응은 편의상 염기의 존재하에 수행된다. 적합한 염기로는, 예를 들어 알칼리 금속 수소화물(예를 들어, NaH 또는 KH), 알킬리튬 화합물(예를 들어, n-부틸리튬 또는 t-부틸리튬), 알칼리 금속(예를 들어, 나트륨 또는 칼륨), 알칼리 금속 수산화물(예를 들어, NaOH 또는 KOH), 알콕사이드(예를 들어 Na 메톡사이드, Na 에톡사이드, K 메톡사이드 또는 K t-부톡사이드) 또는 염기성 헤테로환(예를 들어, 피리딘 또는 퀴놀린)이 있다. 알칼리 금속 수소화물이 바람직하고, NaH 및 K t-부톡사이드가 특히 바람직하다. 염기는 개별적으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있다. 염기의 사용량은 화학식 III 또는 V의 화합물로서 무엇을 사용하고 어떤 용매 및 추가의 반응 조건에서 반응을 수행하는지에 따라 넓은 범위 내에서 달라질 수 있다. 일반적으로, 화학식 II의 화합물의 몰 당 1.0 내지 1.2 중량 당량, 바람직하게는 1.05 내지 1.1 중량 당량의 염기가 사용된다.
반응은 바람직하게는 용매중에서 수행된다. 이러한 과정에서, 화학식 II의 성분이 용매중에 도입되고 이 용액이 화학식 III 또는 V 및 염기와 반응할 수 있다.
바람직한 용매로는 극성 비양성자성 용매(예를 들어, N,N-디메틸포름아미드 또는 아세토니트릴), 할로겐화 탄화수소(예를 들어, 메틸렌 클로라이드 또는 클로로포름), 에테르(예를 들어, 디에틸 에테르, 디메톡시에탄 또는 테트라하이드로푸란), 알콜(예를 들어, 메탄올 또는 에탄올) 또는 염기성 헤테로환(예를 들어, 피리딘 또는 퀴놀린)이 있다. 극성 비양성자성 용매가 바람직하고 N,N-디메틸포름아미드(DMF) 및 디메톡시에탄(DME)이 특히 바람직하다. 또한, 상기 용매의 혼합물도 사용될 수 있다. 용매의 사용량은, 예를 들어 어떤 염기를 첨가하는지에 따라 넓은 범위 내에서 달라질 수 있다. 일반적으로, 용매의 사용량은 화학식 III 또는 화학식 V의 화합물의 중량부 당 1 내지 30 중량부, 바람직하게는 4 내지 15 중량부이다.
화학식 II의 화합물과 화학식 IV, VI 및/또는 VII의 화합물의 반응에 의한 화학식 VIII의 화합물의 제조는 2단계로 수행되는데, 1단계에서 알콜을 제거하거나 H-Hal을 제거하여 화학식 IX 또는 X의 화합물을 생성한 후 2단계에서 알콜 분자 또는 H-Hal 분자를 추가로 제거하여 화학식 VIII의 화합물을 생성함으로써 수행된다.
모든 반응에서, 반응 절차에 따라 순수 화합물 대신에 염도 또한 사용되거나 수득될 수 있다.
실시예에 의해, 제 2 성분으로서 화학식 IV의 성분과의 반응이 하기에 예시된다:
화학식 IX 및/또는 X의 화합물을 순수한 형태로 수득하기 위해, 축합 반응은 낮은 온도, 바람직하게는 -10 내지 0℃에서 수행되는 것이 바람직하며 반응 시간은 0.2 내지 4시간인 것이 바람직하다. 화학식 VIII의 화합물을 수득하기 위한 추가의 반응에 있어서, 반응은 높은 온도, 바람직하게는 20 내지 25℃에서 수행되어야 하고 2단계에 대한 반응 시간은 3 내지 10시간인 것이 바람직하다.
주어진 반응에 있어서, 당해 분야의 숙련자는 일반적인 범위와 바람직한 범위를 조합할 수 있기 때문에 간단한 방법으로 적합한 반응 조건을 선택할 수 있다.
축합 반응이 알칼리 금속을 함유하는 염기의 존재하에 수행되는 경우, 화학식 VIII, IX 및/또는 X의 화합물은 특정 상황에서 반응 생성물로 존재할 수 있는 알칼리 금속 염을 형성한다. 이러한 경우에, 반응 생성물을 예를 들어 염산 또는 황산과 같은 무기산과 반응시키는 중성화 단계가 축합 반응에 추가된다.
후처리는 공지되어 있거나 당해 분야의 숙련자에게 익숙한 방법, 예를 들어 진탕에 의한 추출, 세정 및 건조에 의해 수행된다.
화학식 VIII의 화합물은 하기 토토머를 가지며, 특히 용해 상태에서 신속히 이성체화된다:
따라서, 단리된 화학식 VIII의 화합물은 하기 화학식 VIIIa의 화합물을 포함 할 수 있다:
유사하게, 화학식 IX의 화합물은 하기 토토머를 갖는다:
화학식 VIII, IX 및 X의 화합물은 이들 토토머 및 화합물의 염을 모두 포함한다.
화학식 I의 화합물을 수득하기 위한 화합물 VIII, XI 및/또는 X의 폐환 반응은 용매중에서 유리하게 수행된다. 알콜이 바람직하고, (C1-C6)-알콜이 특히 바람직하고, 메탄올 및 에탄올, 특히 메탄올이 매우 특히 바람직하다. 또한, 상기 용매의 혼합물도 사용될 수 있다.
이러한 경우에, 화학식 VIII, IX 및/또는 X의 화합물은 용매중에 도입될 수 있거나, 또는 용매가 반응 혼합물에 첨가될 수 있다.
폐환 반응을 위한 용매의 사용량은 출발 화합물 및 반응 조건에 따라 넓은 범위 내에서 달라질 수 있다. 일반적으로, 그 사용량은 화학식 VIII 또는 IX 및/또는 X의 화합물의 중량부 당 1 내지 30 중량부, 바람직하게는 4 내지 15 중량부이 다.
화학식 VIII, IX 및/또는 X의 화합물의 폐환 반응은 용매로서 알콜중에서 바람직한 약염기의 존재하에 유리하게 수행되어 화학식 XV, XVI 및/또는 XVII의 중간체를 생성한다. 후속적으로 산성화하여 화학식 I을 형성한다:
상기 식들에서,
RF는 (C1-C4)-할로알킬, 바람직하게는 CF3이고;
R1은 직쇄, (C1-C6)-, 바람직하게는 (C1-C4)-, 특히 (C1-C2)-, 알킬 라디칼이 바람직하고;
M은 H+ 또는 1가 양이온, 예를 들어 Na+, K+, Li+, 1/2Ca2+
, 1/2Mg2+, HN((C1-C4)-알킬)3
+이다.
라디칼 M의 성질이 사용되는 염기 및 그의 세기에 따라 좌우됨은 본원에서 자동적으로 이해된다.
적당한 염기로는, 예를 들어 알칼리 금속 카보네이트, 수소카보네이트 및 아 세테이트, 예를 들어 상응하는 Li, Na, K 및 Cs 염; 알칼리 토 금속 카보네이트 및 수소카보네이트, 예를 들어 상응하는 Mg 및 Ca 염; 알칼리 금속 수소화물, 예를 들어 NaH 및 KH; 알킬리튬 화합물, 예를 들어 n-부틸리튬; 알칼리 금속, 예를 들어 Na 및 K; 알칼리 금속 수산화물, 예를 들어 NaOH 및 KOH; 알칼리 금속 알콕사이드, 예를 들어 NaOMe, NaOEt, KOMe 및 KOtBu; 염기성 헤테로환, 예를 들어 피리딘, 4-N,N-디메틸아미노피리딘 및 퀴놀린; 또는 암모니아가 있다.
알칼리 금속 및 알칼리 토 금속 카보네이트, 수소카보네이트 및 아세테이트로는, 예를 들어 Li2CO3, Na2CO3, NaHCO3, K2CO3, CaCO3 및 MgCO3이 바람직하다. Li2CO3, Na2CO3 및 K2CO3이 특히 바람직하고, Li2CO3 및 K2CO3이 매우 특히 바람직하다. 상기 마지막 2개의 염기에 의해, 목적하는 최종 생성물(화학식 I의 화합물) 쪽으로 반응의 선택성을 특히 증가시킬 수 있다.
염기는 개별적으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있다. 염기의 사용량은 일반적으로는 화학식 VIII, IX 및/또는 X의 화합물의 몰 당 0.05 내지 1 당량, 바람직하게는 0.1 내지 0.8 당량이다. 염기는 반응 후 선택적으로 여거되어 다시 사용될 수 있다.
염기의 활성 및 선택성은 상전이 촉매(PTC; phase transfer catalyst)에 의해 조절될 수 있다. 적당한 PTC로는 전형적으로 크라운(crown) 에테르, 크립탠드, 4급 암모늄, 포스포늄 및 오늄 화합물이 있다. 그 예로는 12-크라운-4, 15-크라운-5, 18-크라운-6, 디벤조-18-크라운-6, 디사이클로헥실-18-크라운-6, 테 트라부틸암노늄 클로라이드 및 브로마이드, 테트라부틸포스포늄 클로라이드 및 브로마이드가 있다. 18-크라운-6이 바람직하다. PTC의 사용량은 통상적으로 화학식 VIII, IX 및/또는 X의 화합물을 기준으로 1 내지 10몰%, 바람직하게는 1 내지 5몰%이다.
화학식 XV 및 XVI 및/또는 XVII의 중간체는 당해 분야의 숙련자에게 공지된 통상적인 방법에 따라, 예를 들어 용매를 제거하고 잔류물을 세정함으로써 단리될 수 있다.
또한, 본 발명은 이들 화합물에 관한 것이다.
그러나, 화학식 XII, XV 및/또는 XVII의 중간체를 산과 반응시켜 종래의 단리가 없이 화학식 I을 수득하는 것이 바람직하다.
강산, 예를 들어 수성 또는 기체성 HCl, HBr, H2SO4 및 CF3COOH가 본원에서 바람직하다. 반응 혼합물의 pH는 일반적으로 1 내지 2로 조정되며, 이러한 수치는 화학식 I의 화합물의 이론량을 기준으로 0.1 내지 1 당량의 산을 사용함으로써 통상적으로 달성된다.
화학식 XI의 산 아미드를 수득하기 위한 화학식 I의 니트릴의 가수분해는 공지되어 있거나 당해 분야의 숙련자에게 익숙한 방법에 따라 수행될 수 있다(예를 들어, 문헌[Houben Weyl, Methoden der organischen Chemie(Methods of Organic Chemistry)] 참조).
본 발명에 따른 방법의 더욱 바람직한 변형에 있어서, 화학식 I 및 XI의 화 합물의 합성은 원-폿(one-pot) 반응으로 수행된다. 즉, 화학식 VIII 내지 X 및/또는 XII의 중간체가 단리되지 않고 수행된다.
화학식 I 및 XI의 화합물은, 예를 들어 식물 보호제, 특히 구충제, 예를 들어 살충제의 제조시에 중간체로서 사용된다.
특히, 상기 화합물은 국제 특허 공개 제 98/57969 호, 유럽 특허 공개 제 0 580 374 호 및 독일 특허원 제 100 14 006.8 호에 기재된 바와 같은 화합물을 생성하기 위한 추가의 반응에 적합하다. 이들 문헌에서, 특히 각각의 화학식 I의 화합물 및 실시예에 명백히 언급되어 있으며, 이들은 본 명세서의 일부로서 참조로 인용된다.
또한, 본 발명은 국제 특허 공개 제 98/57969 호, 유럽 특허 제 0 580 374 호 및/또는 독일 특허원 제 100 14 006.8 호에 따라 살충 활성을 갖는 4-트리플루오로메틸니코틴산 유도체의 제조 방법을 제공되며, 4-트리플루오로메틸니코틴산은 상기 기재된 바와 같이 제조되고 살충 활성을 갖는 각각의 화학식 I의 최종 화합물을 수득하기 위해 인용된 문헌에 기재된 방법으로 추가적으로 반응된다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따라 수득된 화학식 XI의 아미드를 할로겐화제와 반응시켜 화학식 XIX의 화합물을 수득하고, 경우에 따라 염으로서 R4R5S/염기와 반응시키고, 경우에 따라 후속적으로 산화시켜 화학식 XVIII의 화합물을 수득함을 포함하는, 화학식 XVIII의 화합물의 제조 방법을 제공한다:
상기 식들에서,
n은 0 또는 1이고;
m은 0 또는 1이고;
R4 및 R5는 동일하거나 상이한 R6, -C(=W)R7, -C(=NOR7)R7, -C(=NNR7 2)R7, -C(=W)OR7, -C(=W)NR7 2, -OC(=W)R7, -OC(=W)OR7, -NR7C(=W)R7, -N[C(=W)R7]2, -NR7C(=W)OR7, -C(=W)NR7-NR7 2, -C(=W)NR7-NR7[C(=W)R7], -NR7-C(=W)NR7 2, -NR7-NR7C(=W)R7, -NR7-N[C(=W)R7]2, -N[(C=W)R7]-NR7 2, -NR7-NR7[(C=W)WR7], -NR7[(C=W)NR7 2], -NR7[C=NR7]R7, -NR7(C=NR7)NR7 2, -O-NR7 2, -O-NR7(C=W)R7, -SO2NR7 2, -NR7SO2R7, -SO2OR7, -OSO2R7, -OR7, -NR7 2, -SR7, -SiR7 3, -PR7 2, -P(=W)R7, -SOR7, -SO2R7, -PW2R7 2, -PW3R7 2이거나; 또는
R4 및 R5는 바람직하게는 라디칼 R8로 일- 또는 다치환되거나 치환되지 않고, 1 내지 4개의 추가의 헤테로원자 포함할 수 있으며, 하나 이상의 추가의 고리계를 형성하기 위해 2개 이상의 치환기일 수 있는, 이들이 결합된 황과 함께 3원 내지 8원 포화 또는 불포화, 바람직하게는 탄소환 고리계를 형성한다.
W는 O 또는 S이고;
R6은 동일하거나 상이한 (C1-C20)-알킬, (C2-C20)-알케닐, (C2-C20)-알키닐, (C3-C8)-사이클로알킬, (C4-C8)-사이클로알케닐, (C8-C10)-사이클로알키닐, 아릴 또는 헤테로사이클릴이며, 이때 이들 라디칼들은 바람직하게는 라디칼 R8로 일- 또는 다치환되거나 치환되지 않을 수 있고;
R7은 동일하거나 상이한 H 또는 R6이다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따라 수득된 화학식 I의 화합물을 가수분해하여 수득된 화학식 XXII의 화합물을 경우에 따라 활성화 유도체, 예를 들어 산 염화물의 형태로 치환되거나 치환되지 않은 하기 화학식 XXIII 또는 XXIV의 화합물과 반응시킴으로써 하기 화학식 XX 및 XXI의 제조 방법을 제공한다.
상기 식들에서,
옥사디아졸 및 옥사졸 고리는 치환되거나 치환되지 않고;
RF는 상기 정의된 바와 같고;
화학식 XXIV의 경우에서 알콜 작용기는 고리화되기 전에 산화된다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따라 수득된 하기 화학식 XXII를 활성화한 후, 경우에 따라 HNR6R7과 반응시킴을 포함하는 하기 화학식 XXV의 화합물의 제조 방법을 제공한다:
화학식 XXII
상기 식에서,
RF는 상기 정의된 바와 같고;
R6 및 R7은 H, 또는 각각 치환되거나 치환되지 않은 알킬, 알케닐, 알키닐 또는 사이클로알킬기이거나, 또는 함께 하나 이상의 N, S 또는 O 원자를 포함할 수 있는 고리계를 형성한다.
본 출원의 우선권인 독일 특허원 제 100 61 967.3 호, 제 101 20 819.7 호 및 제 101 44 411.7 호의 명세서, 청구의 범위 및 첨부된 요약서에 명백히 언급되므로, 본 명세서의 일부로서 참조로 인용된다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 더욱 설명되지만, 이에 제한되지는 않는다.
실시예 1
3-(4,4,4-트리플루오로-3-옥소-1-부테닐)-2-프로펜 니트릴의 이성질체 혼합물
3목 플라스크에서, 칼륨 t-부톡사이드(61.6g, 0.55 mol)를 디메톡시에탄(250㎖)중에 N2하에 도입하고 용액을 0℃로 냉각시켰다. 4-아미노-1,1,1-트리플루오로-3-부텐-2-온(69.5g, 0.5 mol)을 30분에 걸쳐 상기 온도에서 적가한 후 3,3-디메톡시프로피오니트릴(60.3g, 0.525 mol)을 적가하였다. 이어서, 혼합물을 30℃에서 3 내지 4시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 얼음에 첨가하고 HCl을 사용하여 pH를 3 내지 4로 산성화하였다. 침전물을 여거하고 물로 세정하였다. 융점 123 내지 126℃의 생성물 71g(75%)을 수득하였다.
19F NMR δ: -77.6(4개의 단일선) ppm.
실시예 2
4-트리플루오로메틸-3-피리딘 카보니트릴
3목 플라스크에서, 3-(4,4,4-트리플루오로-3-옥소-1-부테닐)-2-프로펜 니트릴(19g, 0.1 mol)을 메탄올(200㎖)중에 용해시키고 Li2CO3(1g)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 환류하에 4 내지 6시간 동안 가열하고 30℃로 냉각시키고 수성 HCl(10㎖)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 2시간동안 교반하고 진공하에 메탄올을 제거하고 생성물을 디에틸에테르로 추출하였다. 용매를 제거하고 4-트리플루오로니코틴 니트릴을 진공 증류에 의해 정제하였다. 비점 80℃/18 밀리바의 생성물 14g(81%)을 수득하였다.
NMR 1H(CDCl3)δ: 8.87(s, 1H), 8.81(d, 1H, 3J(H,H)= 5Hz), 7.51(d, 1H) ppm.
NMR 19F δ: -64.5(s, CF3) ppm.
실시예 3
4-트리플루오로메틸-3-피리딘 카보니트릴
Li2CO3 대신에 K2CO3(1g)을 사용한 것 이외에는 실시예 2에 기재된 바와 같이 반응을 수행하였다.
수율 75%.
실시예 4
4-트리플루오로메틸-3-피리딘 카보니트릴
Li2CO3 대신에 아세트산나트륨(1g)을 사용한 것 이외에는 실시예 2에 기재된 바와 같이 반응을 수행하였다.
수율 64%.
실시예 5
4-하이드록시-6-메톡시-4-(트리플루오로메틸)-1,4,5,6-테트라하이드로-3-피리딘 카보니트릴
3목 플라스크에서, 3-(4,4,4-트리플루오로-3-옥소-1-부테닐)-2-프로펜 니트릴(1.9g, 0.01 mol)을 메탄올(20㎖)중에 N2하에 용해시키고 NaOMe(0.2g)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 10 내지 14시간 동안 교반한 후 진공하에 메탄올을 대부분 제거하였다. 무수 디에틸 에테르(50㎖)를 첨가하였다. 생성물을 에틸아세테이트로부터 재결정화하여 정제하였다. 융점 121 내지 123℃의 백색 고체로서 생성물 1.5g을 수득하였다.
1H NMR(CD3OD)(ABX 스핀 시스템) 1.72 dd(HA), 1.91 dd(HB), 3.22(s, 3H), 4.52 dd(1H), 6.88(s, 1H) ppm.
생성물을 HCl과 실온에서 반응시켜 4-트리플루오로메틸-3-피리딘 카보니트릴을 수득하였다.
수율 95%.
실시예 6
3-메톡시-3-(Z 및 E)-4,4,4-트리플루오로-3-옥소-1-부테닐)프로피오니트릴의 이성질체 혼합물
3목 플라스크에서, 칼륨 t-부톡사이드(61.6g, 0.55 mol)를 디메톡시에탄(250㎖)중에 N2하에 도입하고 용액을 0℃로 냉각시켰다. 4-아미노-1,1,1-트리플루오로-3-부텐-2-온(69.5g, 0.5 mol)을 상기 온도에서 30분에 걸쳐 적가한 후 3-메톡시프로피오니트릴(43.5g, 0.525 mol)을 적가하였다. 이어서, 혼합물을 5 내지 10℃에서 3 내지 4시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 얼음에 첨가하고 HCl을 사용하여 pH를 3 내지 4로 산성화하였다. 생성물을 디에틸 에테르로 추출하고 건조시키고 진공하에 용매를 제거하였다. 오일로서 생성물 81g(74%)을 수득하였다.
19F NMR δ: -77.5(s); 77.6(s) ppm.
실시예 7
3-(4,4,4-트리플루오로-3-옥소-1-부테닐아미노)아크릴로니트릴의 이성질체 혼합물
온도계, KPG 교반기, 기포 계수기가 있는 적하용 깔때기, 냉각(-10℃) 수용기가 있는 강하성 응축기 및 진공 연결 부분을 갖는 1ℓ들이 4목 플라스크에서, 칼륨 t-부톡사이드(117g)를 DMF(700㎖)중에 N2하에 도입하고 0℃로 냉각시켰다. 4-아미노-1,1,1-트리플루오로-3-부텐-2-온(142g)을 이 온도에서 30분에 걸쳐 적가하였다. 첨가를 종료한 후 3,3-디메톡시프로피온 니트릴(117g)을 상기 온도에서 적가하였다. 적하용 깔때기를 제거하고 상기 계에서 압력을 20 내지 25 밀리바로 서서히 감소시켰다.
이어서, 혼합물을 20 내지 35℃에서 3 내지 5시간동안 가열하고 20 내지 25 밀리바의 진공하에 교반하고 비점이 낮은 생성물(메탄올 및 t-부탄올)을 동시에 진공하에 제거하고 수용기에서 응축시켰다. 0 내지 10℃에서 HCl(밀도 1.19)(40㎖)를 포함하는 얼음(1000g)에 반응 혼합물을 첨가하고, 필요에 따라 HCl을 사용하여 pH를 2 내지 3으로 조정하였다. 1시간 후 침전물을 여거하고 빙수로 세정하고 생성물을 건조시켰다. 4개의 입체 이성질체로서 3-(4,4,4-트리플루오로-3-옥소-1-부 테닐)아크릴로니트릴(175g, 92%)을 수득하였다.
융점 120 내지 126℃, 순도 99%.
실시예 8(비교예)
3-(4,4,4-트리플루오로-3-옥소-1-부테닐아미노)아크릴로니트릴의 이성질체 혼합물
정상 압력에서 수행한 것 이외에는 실시예 1에 기재된 바와 같이 반응을 수행하였다.
수율 71%, 순도 93%.
실시예 9
3-(4,4,4-트리플루오로-3-옥소-1-부테닐아미노)아크릴로니트릴
염기로서 NaOMe를 사용한 것 이외에는 실시예 1에 기재된 바와 같이 반응을 수행하였다.
수율 86%.
실시예 10
3-(4,4,4-트리플루오로-3-옥소-1-부테닐아미노)아크릴로니트릴의 이성질체 혼합물
염기로서 NaOtBut를 사용한 것 이외에는 실시예 1에 기재된 바와 같이 반응을 수행하였다.
수율 89%.
실시예 11
4-트리플루오로메틸니코틴 니트릴
3목 플라스크에서, 3-(4,4,4-트리플루오로-3-옥소-1- 부테닐)아크릴로니트릴(19g, 0.1 mol)을 메탄올(200㎖)중에 용해시키고 Li2CO3(0.5g)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 환류하에 10시간동안 가열하였다. 진공하에 메탄올을 제거하고 HCl(30㎖)을 첨가하였다. 1시간 후 생성물을 추출하고 용매를 제거하고 4-트리플루오로메틸니코틴 니트릴을 진공 증류에 의해 정제하였다. 비점 80℃/18 밀리바의 생성물 14.5g(84%)을 수득하였다.
NMR 1H(CDCl3) δ: 9.35(s), 8.0(d, 1H, 3J(H,H)= 5Hz), 7.8(d, 1H, =CH), 3.8(s, 2H); 2.2(s, 3H) ppm.
NMR 19F δ: -64.5(s, CF3) ppm.
실시예 12
3-(4,4,4-트리플루오로-3-옥소-1-부테닐아미노)아크릴로니트릴
관형 반응기: 유리 구로 반쯤 채워지고 가열가능한 쟈켓, 냉각 수용기, 및 냉각 트랩(trap)이 있는 진공 연결 부분을 갖는 내경 4cm의 60cm 유리관
반응 혼합물의 제조
N-메틸피롤리딘온(NMP)(800㎖)을 0℃로 냉각시키고 4,4,4-트리플루오로-1-아미노부트-2-엔-3-온(69.5g), 메탄올중의 30% NaOMe(92g) 및 3,3-디메톡시프로피오니트릴(60g)을 상기 온도에서 서서히 연속하여 첨가하였다. 혼합물을 수용기로 이동시켰다.
반응 절차
관형 반응기를 NMP로 완전히 충전하고 쟈켓을 80 내지 85℃로 가열하고 30 내지 35 밀리바의 진공을 적용하였다. 반응 혼합물을 1시간 이내에 관형 반응기에서 수용기로 균일하게 첨가하였다. 반응 시간은 80 내지 85℃에서 7 내지 8분이었고 메탄올은 냉각 트랩에서 응축되었다. 첨가를 종료한 후 반응 혼합물을 반응기로부터 완전히 배출시키기 위해 NMP(120㎖)를 추가로 적가하였다. 반응 혼합물을 빙수 및 HCl에 첨가하고, 필요에 따라 HCl을 사용하여 pH를 2 내지 3으로 조정하였다. 침전된 생성물을 여거하고 물로 세정하였다. 4개의 입체 이성질체의 이성질체 혼합물로서 순도가 99%(중량/중량)인 3-(4,4,4-트리플루오로-3-옥소-1-부테닐)아크릴로니트릴(88g, 90%)을 수득하였다.
융점 124 내지 126℃.
Claims (7)
- (a) 하기 화학식 II의 3-아미노-1-할로알킬-2-프로펜-1-온을 하기 화학식 III 내지 VII의 화합물과 축합 반응시켜 하기 화학식 VIII, IX 및/또는 X의 화합물을 생성하는 단계; 및(b) 반응 생성물을 폐환 반응시키는 단계를 포함하는 하기 화학식 I의 4-할로알킬 니코틴 니트릴의 제조 방법:화학식 I화학식 II화학식 III화학식 IV화학식 VHal-CH=CH-CN화학식 VI화학식 VIIHC≡C-CN화학식 VIII화학식 IX화학식 X상기 식들에서,RF는 (C1-C4)-할로알킬이고;R1은 (C1-C6)-알킬이고;Hal은 Cl 또는 Br이고;Z는 O, S, NR1 또는 OCO이며, 화학식 IV의 경우에 2개의 라디칼 Z는 서로 독립적으로 상기 의미를 가질 수 있다.
- 제 1 항에 있어서,화학식 II의 화합물을 화학식 III 및/또는 화학식 IV의 화합물과 감압하에 반응시키는 방법.
- (a) 하기 화학식 II의 3-아미노-1-할로알킬-2-프로펜-1-온을 하기 화학식 III 내지 VII의 화합물과 축합 반응시켜 하기 화학식 VIII, IX 및/또는 X의 화합물을 생성하는 단계;(b) 반응 생성물을 폐환 반응시키는 단계; 및(c) 생성된 하기 화학식 I의 4-할로알킬 니코틴 니트릴을 가수분해시키는 단계를 포함하는 하기 화학식 XI의 4-할로알킬 니코틴 아미드의 제조 방법:화학식 I화학식 II화학식 III화학식 IV화학식 VHal-CH=CH-CN화학식 VI화학식 VIIHC≡C-CN화학식 VIII화학식 IX화학식 X화학식 XI상기 식들에서,RF는 (C1-C4)-할로알킬이고;R1은 (C1-C6)-알킬이고;Hal은 Cl 또는 Br이고;Z는 O, S, NR1 또는 OCO이며, 화학식 IV의 경우에 2개의 라디칼 Z는 서로 독립적으로 상기 의미를 가질 수 있다.
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