KR20010029680A - 키랄 이미다졸리논 제초제의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
(R)2-아미노-2,3-디메틸부티르아미드로부터 본질적으로 거울상체적으로 순수한 R구조를 가지는 이미다졸리논 제초제의 제조방법이 제공된다.
Description
발명의 배경
예를 들면, U.S. 4,798,619와 U.S. 5,334,576에 설명되어 있는 이미다졸리논 화합물은 매우 강력하고, 스펙트럼이 넓은, 환경적으로 양호한 제초제이다. 일반적으로, R-이성체의 제초제 활성은 라세미 이미다졸리논 화합물 활성의 대략 두배이다. 분할된 광학활성 2-아미노-2,3-디메틸부티르아미드 거울상체로 키랄 이미다졸리논을 제조하는 방법과 아미노아미드 거울상체를 제조하는 방법은 U.S. 4,683,324에 설명되어 있다. 그러나, 그렇게 제조되는 키랄 이미다졸리논 화합물은 3가지의 분리된 공정단계를 요한다. Szczepanski and Durr은 U.S. 4,758,667에서 라세미 2-아미노알칸 카복사미드와 적절히 치환된 피리딘-2,3-디카복실레이트의 반응으로 라세미 이미다졸리논 제초제를 제조하는 두단계 방법을 설명한다. 그러나, 키랄 이미다졸리논 제조에 대한 언급이나 안내는 설명되어 있지않다.
따라서, 본 발명의 목적은 (R)2-아미노-2,3-디메틸부티르아미드로부터 직접 간단한 방법과 우수한 수율로 및 광학순도를 실질적으로 완전히 보전하면서 본질적으로 거울상체적으로 순수한 이미다졸리논 제초제를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
발명의 요약
본 발명은 화학식 1의 키랄 화합물을 제조하는 입체특이성 방법을 제공한다.
상기식에서,
Y 및 Z는 각각 독립적으로 H, 하나의 C1-C4알콕시 그룹으로 임의로 치환된 C1-C4알킬이거나 Y 및 Z는 함께 취해져서 그룹 -CH=CH-CH=CH-를 형성할 수 있다.
이 제조방법은 화학식 2의 화합물과 적어도 1몰 당량의 (R)2-아미노-2,3-디메틸부티르아미드를 강염기와 비-극성이고, 실질적으로 물이 부재하는 용매 존재하에 반응시켜 화학식 1 화합물의 염을 형성하고: 이 염을 수성산으로 처리해서 화학식 1의 키랄 유리 카복실산을 수득함을 포함한다.
상기식에서,
Y 및 Z는 전술한 바와 같고,
R1및 R2는 각각 독립적으로 C1-C8알킬, 페닐 또는 페닐(C1-C4)알킬(바람직하게는 메틸 또는 에틸)이다.
발명의 상세한 설명
R 구조를 가지는 키랄 이미다졸리논 화합물은 상응하는 라세미 혼합물에 비해 약 2배 증가한 제초활성을 보인다. 이전에는, (R)이미다졸리논 화합물은 U.S. 4,683,324에 설명되어 있는 3단계 방법으로 (R)2-아미노-2,3-디메틸부티르아미드로부터 제조되었다. 유리하게는, 본 발명에 이르러, 키랄 이미다졸리논 제초제가 (R)2-아미노-2,3-디메틸부티르아미드로부터 간단한 2단계 방법으로 우수한 수율과 출발 물질 (R)아미노아미드부터 최종 키랄 이미다졸리논 제초제 산물까지 거울상체적 순도를 실질적으로 완전히 보전하면서 직접적으로 제조될 수 있음이 발견되었다. 추가로, 첫번째 단계에서 실질적인 물의 부재는 향상된 산물 수율과 순도를 초래함이 발견되었다. 화학식 1의 화합물은 바람직하게는 Y 및 Z가 독립적으로 H, 메틸, 에틸, 메톡시메틸 또는 CH=CH-CH=CH-그룹 형태인 것들이다. 하기의 화학식 1의 화합물이 특히 바람직하다: (R)2-(4-이소프로필-4-메틸-5-옥소-2-이미다졸린-2-일)니코틴산; (R)2-(4-이소프로필-4-메틸-5-옥소-2-이미다졸린-2-일)-3-퀴놀린카복실산; (R)2-(4-이소프로필-4-메틸-5-옥소-2-이미다졸린-2-일)-5-메틸니코틴산; (R)5-에틸-2-(4-이소프로필-4-메틸-5-옥소-2-이미다졸린-2-일)니코틴산; 및 (R)2-(4-이소프로필-4-메틸-5-옥소-2-이미다졸린-2-일)-5-(메톡시메틸)니코틴산.
본 발명의 방법에 따라, 화학식 2의 디에스테르와 적어도 1몰 당량의 (R)2-아미노-2,3-디메틸부티르아미드를 강염기와 비-극성이고, 실질적으로 물이 부재하는 용매 존재하에서 반응시켜 화학식 1 화합물의 염을 형성하고; 이 염을 수성산으로 처리해서 화학식 1의 바람직한 키랄 유리산을 형성한다. 이 방법은 반응식 1에서 설명된다. 명세서와 청구범위에서, 별표는 (R) 구조가 부여되는 비대칭 탄소를 의미한다.
본 발명의 방법에서 사용하기에 적당한 염기는 강염기, 예를 들면 알칼리 금속 하이드록사이드 및 알칼리 금속 알콕사이드, 바람직하게는 알칼리 금속 알콕사이드, 더 바람직하게는 나트륨 t-부톡사이드, 칼륨 t-부톡사이드, 나트륨 메톡사이드, 칼륨 메톡사이드, 나트륨 에톡사이드, 칼륨 에톡사이드 등과 같은 알칼리 금속 C1-C4알킬 알콕사이드이다. 염기는 화학식 2의 디에스테르 1몰 당 적어도 1몰, 바람직하게는 디에스테르 1몰 당 1.5몰 내지 2.5몰로 존재할 수 있다. 더 다량의 염기가 사용될 수 있지만, 과량의 염기는 감소된 산물 수율 및/또는 순도를 초래한다.
본 발명의 방법에서 사용하기에 적당한 용매는 방향족 탄화수소(예를 들면, 톨루엔, 벤젠, 자일렌, 나프탈렌 등, 바람직하게는 톨루엔), 할로겐화된 방향족 탄화수소(예를 들면, 클로로벤젠, 디클로로벤젠 등), 탄화수소(예를 들면, 펜탄, 헥산 등), 할로겐화된 탄화수소(예를 들면, 클로로포름, 메틸렌 클로라이드, 디클로로에탄 등), 에스테르(예를 들면, 에틸 아세테이트, 메틸 프로피오네이트 등), 에테르(예를 들면, 디에틸 에테르, 테트라하이드로퓨란, 디옥산 등) 또는 통상적인, 바람직하게는 물에 혼합될 수 없는, 유기 비-극성 용매와 같은 비-극성이고, 실질적으로 물이 부재하는 용매이다.
본 발명의 방법에서 사용하기에 적당한 바람직한 비-극성이고, 실질적으로 물이 부재하는 용매는 방향족 탄화수소, 특히 톨루엔이다.
본 발명의 방법에서 사용하기에 적당한 산은 HCl, HBr 또는 H2SO4, 바람직하게는 HCl 또는 H2SO4와 같은 무기강산을 포함한다.
본 발명의 방법에서, 반응온도는 반응속도와 직접적으로 관계한다, 예를 들면 반응온도가 고온일수록 반응속도는 빨라진다. 그러나, 너무 고온은 부반응 및 산물의 분해를 초래할 수 있다. 일반적으로, 실온 내지 용매의 환류 온도의 반응온도가 본 발명의 방법에서 사용하기에 적당하다. 본 발명의 방법에서 사용하기에 적당한 바람직한 온도는 약 50℃ 내지 90℃이다.
또한 본 발명은 (S)2-아미노-2,3-디메틸-부티르아미드를 사용해서 상응하는 (S)-이미다졸리논 제초제 산물을 제조함을 포함하고자 한다.
실제 작업에서, 화학식 2의 디에스테르와 (R)2-아미노-2,3-디메틸부트르아미드의 비-극성이고, 실질적으로 물이 부재하는 용매, 바람직하게는 방향족 탄화수소, 더 바람직하게는 톨루엔 중에서의 혼합물을 적어도 1몰, 바람직하게는 약 1.5몰 내지 2.5몰의 강염기, 바람직하게는 알칼리 금속 알콕사이드, 더 바람직하게는 칼륨 t-부톡사이드로 대략 실온에서 용매의 비점까지, 바람직하게는 50℃ 내지 90℃까지 처리해서 화학식 1 키랄 화합물의 염을 형성한다. 이렇게 형성된 염은 수성산, 바람직하게는 수성 HCl 또는 H2SO4로 약 2 내지 4의 pH까지 산성화되어서 화학식 1의 바람직한 키랄 이미다졸리논 제초제 산물을 유리산으로서 수득한다. 키랄 산물은 여과, 적당한 용매로 추출, 크로마토그래피 분리 등, 바람직하게는 여과 또는 추출과 같은 통상적인 방법으로 분리될 수 있다.
본 발명의 더 나은 이해를 돕기 위해, 하기의 실시예는 주로 본 발명의 좀 더 구체적인 세부사항을 설명하기 위한 목적으로 제시된다. 본 발명은 청구범위에서 정의된 바를 제외하고는 이에 제한되지 않는다. 달리 언급되지 않는다면, 모든 부는 중량부이다. NMR은 핵자기공명을 의미한다.
실시예 1
(R)2-(4-이소프로필-4-메틸-5-옥소-2-이미다졸린-2-일)-5-메틸니코틴산의 제조
건조 톨루엔 중의 디메틸 5-메틸피리딘-2,3-디카복실레이트(52.25 g, 0.25 몰)와 (R)2-아미노-2,3-디메틸부티르아미드(33.43 g, 0.2563 몰, 96.2% R이성체)의 교반된 혼합물을 KOt-Bu(29.4 g, 0.2625 몰)로 35℃에서 처리하고, 10분 동안 주위온도에서 교반하며, KOt-Bu(29.4 g, 0.2625 몰)의 두번째 분획으로 40℃에서 처리하며, 1.5-2.0시간 동안 80℃-85℃에서 가열하며, 실온으로 냉각시키며, 물로 처리한 다음 고체 용해가 완전히 될 때까지 교반한다. 상이 분리된다. 수상을 농 HCl로 pH 3으로 산성화시키고, pH 3에서 10-15분 동안 교반한 다음 여과한다. 수성 여액은 메틸렌 클로라이드로 추출한다. 필터케익을 메틸렌 클로라이드에 분산시키고 분산액을 여과한다. 메틸렌 클로라이드 추출액과 메틸렌 클로라이드 여액을 합하여, MgSO4로 건조시킨 다음 진공에서 건조될 때까지 농축시켜 표제 산물을 백색고체, 47.3 g, 68.6% 수율, 98.1% 순도, 정량 NMR 분석에 의해 97% R이성체로서 수득한다.
실시예 2
(R)2-(4-이소프로필-4-메틸-5-옥소-2-이미다졸린-2-일)-5-(메톡시메틸)니코틴산의 제조
디메틸 5-(메톡시메틸)피리딘-2,3-디카복실레이트(215.4 g, 0.90 몰)와 (R)2-아미노-2,3-디메틸부트르아미드(120.4 g, 0.923 몰, 96.2% R이성체)의 건조 톨루엔에서의 혼합물을 실온에서 15분 동안 교반하고, KOt-Bu(105.9 g, 0.945 몰)로 처리하며, 주위온도에서 5분 동안 교반하며, KOt-Bu(105.9 g, 0.945 몰)의 두번째 분획으로 30℃-38℃에서 처리하며, 80℃-85℃에서 1.5-2.0시간 동안 가열하며, 실온으로 냉각시킨 다음 물로 희석한다. 상이 분리된다. 수상을 농 HCl로 pH 3으로 산성화시키고 메틸렌 클로라이드로 추출한다. 추출액을 합하여 MgSO4로 건조시키며, SiO2에 슬러리화시킨 다음 여과한다. 여액을 진공에서 건조될 때까지 농축시켜서 표제 산물을 크림색의 고체, 202.1 g(73.5% 수율), 94.2% 순도, 정량 NMR 분석에 의해 97% R이성체로서 수득한다.
본 발명에 따라, (R)2-아미노-2,3-디메틸부티르아미드로부터 직접 간단한 방법과 우수한 수율로 및 거울상체적 순도를 실질적으로 완전히 보전하면서 키랄 이미다졸리논 제초제를 제조할 수 있다. 이는 상응하는 라세미 혼합물 제초제보다 우수한 활성을 보인다.
Claims (10)
- 화학식 2의 화합물과 적어도 1몰 당량의 (R)2-아미노-2,3-디메틸부티르아미드를 강염기와 비-극성이고 실질적으로 물이 부재하는 용매의 존재하에 반응시켜서 화학식 1 화합물의 염을 형성하고; 이 염을 수성산으로 처리해서 화학식 1의 키랄 유리 카복실산을 수득함을 포함하는 화학식 1의 키랄 화합물의 제조방법.화학식 1화학식 2상기식에서,Y 및 Z는 각각 독립적으로 H, 하나의 C1-C4알콕시 그룹으로 임의로 치환된 C1-C4알킬이거나 Y 및 Z는 함께 취해져서 -CH=CH-CH=CH-그룹을 형성할 수 있고,R1및 R2는 각각 독립적으로 C1-C8알킬, 페닐 또는 페닐(C1-C4)알킬이다.
- 제 1 항에 있어서, 산이 HCl 또는 H2SO4인 방법.
- 제 1 항에 있어서, 강염기가 알칼리 금속 하이드록사이드 또는 알칼리 금속 알콕사이드인 방법.
- 제 3 항에 있어서, 염기가 알칼리 금속 C1-C4알콕사이드인 방법.
- 제 1 항에 있어서, 비-극성이고 실질적으로 물이 부재하는 용매가 방향족 탄화수소, 할로겐화된 방향족 탄화수소, 탄화수소, 할로겐화된 탄화수소, 에스테르 및 에테르로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.
- 제 5 항에 있어서, 용매가 방향족 탄화수소인 방법.
- 제 6 항에 있어서, 용매가 톨루엔인 방법.
- 제 7 항에 있어서, 염기가 칼륨 t-부톡사이드, 나트륨 메톡사이드 또는 나트륨 에톡사이드인 방법.
- 제 8 항에 있어서, 염기가 화학식 2의 디에스테르 1몰 당 약 1.5몰 내지 2.5몰로 존재하는 방법.
- 제 9 항에 있어서, (R)2-(4-이소프로필-4-메틸-5-옥소-2-이미다졸린-2-일)니코틴산; (R)2-(4-이소프로필-4-메틸-5-옥소-2-이미다졸린-2-일)-3-퀴놀린카복실산; (R)2-(4-이소프로필-4-메틸-5-옥소-2-이미다졸린-2-일)-5-메틸니코틴산;(R)5-에틸-2-(4-이소프로필-4-메틸-5-옥소-2-이미다졸린-2-일)니코틴산; 및 (R)2-(4-이소프로필-4-메틸-5-옥소-2-이미다졸린-2-일)-5-(메톡시메틸)니코틴산으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 화학식 1의 키랄 화합물의 제조방법.
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