KR102443434B1 - 1-(3,5-디클로로-4-플루오로-페닐)-2,2,2-트리플루오로-에타논의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, a) 화학식 II의 화합물을, 마그네슘 또는 화학식 III R1-M2X(III)(여기서, R1은 C1-C4알킬이고; M2는 리튬 또는 마그네슘이고; X는 할로겐이거나 부재함)의 유기금속 시약의 존재 하에, 화학식 IV CF3-C(O)-R2(IV)(여기서, R2는 할로겐, 히드록실, C1-C4알콕시, (디-C1-C4알킬)아미노, OC(O)CF3, 페녹시 또는 OM1이고; 여기서 M1은 리튬, 마그네슘, 나트륨 또는 칼륨임)의 화합물과 반응시켜, 화학식 V의 화합물을 얻는 단계, 및 b) 화학식 V의 화합물을, 극성 용매의 존재 하에 촉매량의 상 이동 촉매의 존재 하에 알칼리 금속 플루오라이드와 반응시켜, 화학식 I의 화합물을 얻는 단계를 포함하는, 화학식 I의 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.
[화학식 I]
Figure 112017035812911-pct00018

[화학식 II]
Figure 112017035812911-pct00019

[화학식 V]

Description

1-(3,5-디클로로-4-플루오로-페닐)-2,2,2-트리플루오로-에타논의 제조 방법{PROCESS FOR THE PREPARATION OF 1-(3,5-DICHLORO-4-FLUORO-PHENYL)-2,2,2-TRIFLUORO-ETHANONE}
본 발명은 출발 물질로서 5-브로모-1,2,3-트리클로로-벤젠을 사용하는 1-(3,5-디클로로-4-플루오로-페닐)-2,2,2-트리플루오로-에타논의 제조에 관한 것이다.
1-(3,5-디클로로-4-플루오로-페닐)-2,2,2-트리플루오로-에타논은, 예를 들어 EP 1932836A1에 개시된 바와 같이 살충 활성 이속사졸린-치환된 벤즈아미드의 제조를 위한 중요한 중간체이다.
1-(3,5-디클로로-4-플루오로-페닐)-2,2,2-트리플루오로-에타논은 출발 물질로서 5-브로모-1,2,3-트리클로로-벤젠을 사용하여 유리하게 제조될 수 있다. 5-브로모-1,2,3-트리클로로-벤젠은 문헌 [Narander, N.; Srinivasu, P.; Kulkarni, S.J.; Raghavan, K.V. Synth. Comm. 2000, 30, 3669] 및 [Sott, R.; Hawner, C.; Johansen, J.E. Tetrahedron 2008, 64, 4135]에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다. 3-트리플루오로메틸 칼콘은 WO 2009/126668에 개시된 방법에 따라 제조될 수 있다.
트리플루오로아세트산의 유도체를 할로아렌으로부터 유래된 유기금속 시약과 반응시키는 것에 의한 아릴트리플루오로메틸 케톤의 합성은 널리 공지되어 있고, 예를 들어 2,2,2-트리플루오로-1-(3,4,5-트리클로로페닐)에타논의 제조에 대하여 WO 2012/120135에 기재되어 있다. 1-(3,5-디클로로-4-플루오로-페닐)-2,2,2-트리플루오로-에타논의 합성을 위한, 상응하는 출발 물질은 5-브로모-1,3-디클로로-2-플루오로-벤젠이다. 그러나, 이 물질은 특히, 문헌 [Miller, M.W.; Mylari, B.L.; Howes, H.L.; Figdor, S.K.; Lynch, M.J.; Lynch, J.E.; Koch, R.C. J. Med. Chem. 1980, 23, 1083], CN 101177379, WO 2009/070485 및 CN 103664511에 기재된 비효율적인 다단계 접근인 기재된 합성만으로는, 특히 대규모로 제조하기가 어렵다(반응식 1).
[반응식 1]
Figure 112017035812911-pct00001
따라서, 보다 용이하게 접근가능한 2,2,2-트리플루오로-1-(3,4,5-트리클로로페닐)에타논으로부터 1-(3,5-디클로로-4-플루오로-페닐)-2,2,2-트리플루오로-에타논을 제조하는 것이 매우 바람직하다. 놀랍게도, 2,2,2-트리플루오로-1-(3,4,5-트리클로로페닐)에타논을 상 이동 촉매 및 극성 용매의 존재 하에 플루오르화칼륨과 반응시킴으로써 요망되는 1-(3,5-디클로로-4-플루오로-페닐)-2,2,2-트리플루오로-에타논을 제공하는 것을 발견하였다. 이러한 친핵성 방향족 치환 반응은 니트로방향족 화합물에 대해 널리 공지되어 있지만(예를 들어, WO 92/00270에 개시됨), 트리플루오로메틸 케톤과의 유사한 반응을 기재한 선행 기술은 존재하지 않는데, 이는 상기 기가 일반적으로 충분히 강한 활성화 기인 것으로 공지되어 있지 않기 때문이다.
따라서, 본 발명의 목적은, 중간체로서 5-브로모-1,2,3-트리클로로-벤젠을 사용하는 1-(3,5-디클로로-4-플루오로-페닐)-2,2,2-트리플루오로-에타논의 제조 방법을 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 방법은 감소된 수의 반응 단계 및 높은 선택성 및 수율을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 따라,
a) 화학식 II의 화합물:
[화학식 II]
Figure 112017035812911-pct00002
을, 마그네슘 또는 화학식 III의 유기금속 시약:
[화학식 III]
R1-M2X
(여기서,
R1은 C1-C4알킬이고;
M2는 리튬 또는 마그네슘이고;
X는 할로겐이거나 부재함)의 존재 하에, 화학식 IV의 화합물:
[화학식 IV]
CF3-C(O)-R2
(여기서,
R2는 할로겐, 히드록실, C1-C4알콕시, (디-C1-C4알킬)아미노, OC(O)CF3, 페녹시 또는 OM1이고; 여기서 M1은 리튬, 마그네슘, 나트륨 또는 칼륨임)과 반응시켜, 화학식 V의 화합물:
[화학식 V]
Figure 112017035812911-pct00003
을 얻는 단계, 및
b) 화학식 V의 화합물을, 극성 용매의 존재 하에 촉매량의 상 이동 촉매의 존재 하에 알칼리 금속 플루오라이드와 반응시켜, 화학식 I의 화합물:
[화학식 I]
Figure 112017035812911-pct00004
을 얻는 단계
를 포함하는, 화학식 I의 화합물의 제조 방법이 제공된다.
치환체의 정의에서 나타나는 알킬 기는 직쇄 또는 분지형일 수 있고, 이는 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소-부틸 또는 tert-부틸이다. 알콕시는, 예를 들어, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, 이소부톡시, sec-부톡시 및 tert-부톡시이다.
하기 반응식은 본 발명의 반응을 보다 상세히 기재한다.
[반응식 2]
Figure 112017035812911-pct00005
단계 a)
화학식 V의 화합물은, 화학식 II의 화합물을 먼저 마그네슘과, 이어서 화학식 IV의 화합물:
[화학식 IV]
CF3-C(O)R2
(여기서, R2는 할로겐, 히드록실, C1-C4알콕시, (디-C1-C4알킬)아미노, OC(O)CF3, 페녹시 또는 OM1이고; 여기서 M1은 리튬, 마그네슘, 나트륨 또는 칼륨임)과 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 대안적으로, 화학식 V의 화합물은, 화학식 II의 화합물을 먼저 화학식 III의 유기금속 시약:
[화학식 III]
R1-M2X
(여기서,
R1은 C1-C4알킬이고;
M2는 리튬 또는 마그네슘이고;
X는 할로겐이거나 부재함)과, 그리고 이어서 화학식 IV의 화합물:
[화학식 IV]
CF3-C(O)R2
(여기서, R2는 할로겐, 히드록실, C1-C4알콕시, (디-C1-C4알킬)아미노, OC(O)CF3, 페녹시 또는 OM1이고; 여기서 M1은 리튬, 마그네슘, 나트륨 또는 칼륨임)과 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 화학식 III의 화합물은 바람직하게는 LiCl과의 착물 형태로 사용된다.
통상적으로 반응은 비-양성자성 유기 용매 중에서 수행된다. 적합한 용매는 유기 에테르, 예컨대 테트라히드로푸란, 2-메틸-테트라히드로푸란, 1,4-디옥산, 디에틸 에테르, t-부틸메틸 에테르, 및 탄화수소, 예컨대 톨루엔, 벤젠, 헥산 및 시클로헥산을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 반응은 -80℃ 내지 50℃, 바람직하게는 -20℃ 내지 25℃의 온도에서 수행될 수 있다.
단계 b):
화학식 I의 화합물은, 화학식 V의 화합물을 상 이동 촉매의 존재 하에 알칼리 금속 플루오라이드와 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 적합한 금속 플루오라이드는 KF, LiF 및 NaF를 포함한다. 적합한 상 이동 촉매는 일반식 (R3)4PX의 포스포늄 염 및 일반식 (R3)4NX의 암모늄 염(여기서, R3은 C1-C4알킬 또는 페닐이고, X는 할로겐임)을 포함한다. 포스포늄 염이 바람직하다.
통상적으로 반응은 유기 용매 또는 이들의 혼합물 중에서 수행된다. 적합한 용매는 성질상 극성이고, 이는 술포란, 디메틸포름아미드 및 디메틸술폭시드를 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
반응은 100℃ 내지 250℃, 바람직하게는 120℃ 내지 160℃의 온도에서 수행될 수 있다.
본 발명의 방법의 바람직한 구현예는,
a) 화학식 II의 화합물:
[화학식 II]
Figure 112017035812911-pct00006
을, 화학식 III의 유기금속 시약:
R1-M2X (III)
(여기서,
R1은 C1-C4알킬이고;
M2는 리튬 또는 마그네슘이고;
X는 할로겐이거나 부재함)의 존재 하에, 화학식 IV의 화합물:
[화학식 IV]
CF3-C(O)-R2
(여기서, R2는 할로겐, 히드록실, C1-C4알콕시, (디-C1-C4알킬)아미노, OC(O)CF3, 페녹시 또는 OM1이고; 여기서 M1은 리튬, 마그네슘, 나트륨 또는 칼륨임)과 반응시켜, 화학식 V의 화합물:
[화학식 V]
Figure 112017035812911-pct00007
을 얻는 단계, 및
b) 화학식 V의 화합물을, 술포란, 디메틸포름아미드 및 디메틸술폭시드로 이루어진 군으로부터 선택되는 극성 용매의 존재 하에, 촉매량의, 일반식 (R3)4PX의 포스포늄 염 및 일반식 (R3)4NX의 암모늄 염(여기서, R3은 C1-C4알킬 또는 페닐이고, X는 할로겐임)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 상 이동 촉매의 존재 하에, KF, LiF 및 NaF로부터 선택되는 금속 플루오라이드와 반응시켜, 화학식 I의 화합물을 얻는 단계
를 포함함. 본 발명의 상기 바람직한 구현예에서, 유기금속 시약은 LiCl과 착물화된 이소프로필마그네슘클로라이드이다.
제조예:
실시예 1: 화학식 V의 2,2,2-트리플루오로-1-(3,4,5-트리클로로페닐)에타논의 제조:
[화학식 V]
Figure 112017035812911-pct00008
테트라히드로푸란(1600 ml) 중의 5-브로모-1,2,3-트리클로로-벤젠(220 g, 811 mmol)의 용액에 THF 중의 1.3 M iPrMgCl·LiCl(1250 ml, 1622 mmol)을 20℃에서 서서히 첨가하였다. 반응 혼합물을 2 시간 동안 교반하고, 0℃까지 냉각시켰다. 메틸 2,2,2-트리플루오로아세테이트(314.8 g, 2434 mmol)를 서서히 첨가하고, 반응 혼합물을 상온에서 1 시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 0℃까지 냉각시키고, 2.0 M HCl(810 ml, 1622 mmol)을 30 분 동안 적가하였다. 생성된 혼합물을 에틸 아세테이트로 희석하고, 유기 층을 염수로 세척하고, 무수 MgSO4 상에서 건조시키고, 감압 하에 증발시켰다. 조 생성물을 최소량의 시클로헥산 중에 용해시키고, 용액을 -10℃까지 냉각시켰다. 형성된 침전물을 여과하여 2,2,2-트리플루오로-1-(3,4,5-트리클로로페닐)에타논(122 g)을 황색 고체로서 수득하였다. 여과액을 시클로헥산으로 희석하고, 아세토니트릴로 2 회 세척하였다. 시클로헥산 상을 감압 하에 증발시키고, 잔류물을 최소량의 시클로헥산 중에 용해시켰다. 용액을 -10℃까지 냉각시키고, 2,2,2-트리플루오로-1-(3,4,5-트리클로로페닐)에타논의 또 다른 부분(35 g)을 여과하였다.
Figure 112017035812911-pct00009
실시예 2: 화학식 I의 1-(3,5-디클로로-4-플루오로-페닐)-2,2,2-트리플루오로-에타논의 제조:
[화학식 I]
Figure 112017035812911-pct00010
술포란(3 ml) 중의 2,2,2-트리플루오로-1-(3,4,5-트리클로로페닐)에타논(1.0 g, 3.6 mmol)의 용액에 건조 플루오르화칼륨(0.35 g, 4.32 mmol) 및 테트라페닐포스포늄 브로마이드(0.015 g, 0.036 mmol)를 첨가하였다. 생성된 반응 혼합물을 160℃에서 5 시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 감압 하에 증류시켰다. 생성물을 함유하는 분획을 실리카 겔 크로마토그래피(순수 헵탄으로 용리)로 추가로 정제하여 1-(3,5-디클로로-4-플루오로-페닐)-2,2,2-트리플루오로-에타논(0.571 g)을 무색 오일 및 케톤과 수화물 형태의 혼합물(ca 3:1)로서 수득하였다.
Figure 112017035812911-pct00011

Claims (8)

  1. a) 화학식 II의 화합물:
    [화학식 II]
    Figure 112022501893510-pct00012

    을, 마그네슘 또는 화학식 III의 유기금속 시약:
    [화학식 III]
    R1-M2X
    (여기서,
    R1은 C1-C4알킬이고;
    M2는 리튬 또는 마그네슘이고;
    X는 할로겐이거나 부재함)의 존재 하에, 화학식 IV의 화합물:
    [화학식 IV]
    CF3-C(O)-R2
    (여기서, R2는 할로겐, C1-C4알콕시, (디-C1-C4알킬)아미노, OC(O)CF3 또는 페녹시임)과 반응시켜, 화학식 V의 화합물:
    [화학식 V]
    Figure 112022501893510-pct00013

    을 얻는 단계, 및
    b) 화학식 V의 화합물을, 극성 용매의 존재 하에 촉매량의 상 이동 촉매의 존재 하에 알칼리 금속 플루오라이드와 반응시켜, 화학식 I의 화합물:
    [화학식 I]
    Figure 112022501893510-pct00014

    을 얻는 단계
    를 포함하는, 화학식 I의 화합물의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    a) 화학식 II의 화합물:
    [화학식 II]
    Figure 112017035812911-pct00015

    을, 화학식 III의 유기금속 시약:
    [화학식 III]
    R1-M2X
    (여기서,
    R1은 C1-C4알킬이고;
    M2는 리튬 또는 마그네슘이고;
    X는 할로겐이거나 부재함)의 존재 하에 반응시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유기금속 시약은 LiCl과 착물화된 이소프로필마그네슘클로라이드인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 알칼리 금속 플루오라이드는 KF, LiF 및 NaF로부터 선택되는 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 상 이동 촉매는 일반식 (R3)4PX의 포스포늄 염 및 일반식 (R3)4NX의 암모늄 염(여기서, R3은 C1-C4알킬 또는 페닐이고, X는 할로겐임)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 극성 용매는 술포란, 디메틸포름아미드 및 디메틸술폭시드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    a) 화학식 II의 화합물:
    [화학식 II]
    Figure 112022501893510-pct00016

    을, 화학식 III의 유기금속 시약:
    [화학식 III]
    R1-M2X
    (여기서,
    R1은 C1-C4알킬이고;
    M2는 리튬 또는 마그네슘이고;
    X는 할로겐이거나 부재함)의 존재 하에, 화학식 IV의 화합물:
    [화학식 IV]
    CF3-C(O)-R2
    (여기서, R2는 할로겐, C1-C4알콕시, (디-C1-C4알킬)아미노, OC(O)CF3 또는 페녹시임)과 반응시켜, 화학식 V의 화합물:
    [화학식 V]
    Figure 112022501893510-pct00017

    을 얻는 단계, 및
    b) 화학식 V의 화합물을, 술포란, 디메틸포름아미드 및 디메틸술폭시드로 이루어진 군으로부터 선택되는 극성 용매의 존재 하에, 촉매량의, 일반식 (R3)4PX의 포스포늄 염 및 일반식 (R3)4NX의 암모늄 염(여기서, R3은 C1-C4알킬 또는 페닐이고, X는 할로겐임)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 상 이동 촉매의 존재 하에, KF, LiF 및 NaF로부터 선택되는 알칼리 금속 플루오라이드와 반응시켜, 화학식 I의 화합물을 얻는 단계
    를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 유기금속 시약은 LiCl과 착물화된 이소프로필마그네슘클로라이드인 방법.
KR1020177009974A 2014-10-14 2015-10-08 1-(3,5-디클로로-4-플루오로-페닐)-2,2,2-트리플루오로-에타논의 제조 방법 KR102443434B1 (ko)

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PCT/EP2015/073218 WO2016058896A1 (en) 2014-10-14 2015-10-08 Process for the preparation of 1-(3,5-dichloro-4-fluoro-phenyl)-2,2,2-trifluoro-ethanone

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