KR20010062007A - 치환된 트리아졸리논의 제조방법 - Google Patents

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KR20010062007A
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데사이비제이씨.
프라사드비디아나타에이.
리바데나이라에릭
옐리히클라우스
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조지 제이. 리코스
바이엘 코포레이션
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Abstract

본 발명은 제초 활성 화합물의 제조용 중간체인 치환된 트리아졸리논을 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 알킬화 안된 트리아졸리논 중간체 생성물의 알킬화에 관한 것이며, 여기서 개선 방법은 pH 조절된 조건하에 알킬화 반응을 수행하는 것을 포함한다. 바람직한 일예에서, 본 발명은 5-알콕시(또는 아릴옥시)-2,4-디히드로-3H-,1,2,4-트리아졸-3-온의 제조, 및 이와 같은 알킬화 안된 트리아졸리논 중간체 생성물을 알킬화하여 5-알콕시(또는 아릴옥시)-4-알킬-2,4-디히드로-3H-1,2,4-트리아졸-3-온을 제조하는 것에 관한 것이다.

Description

치환된 트리아졸리논의 제조방법{A process for the manufacture of substituted triazolinones}
본 발명은 제초 활성 화합물(예, US 5,534,486에 공지됨)의 제조에서 중간체인, 치환된 트리아졸리논의 제조방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 pH 조절된 조건하에 알킬화 반응을 수행하는 것을 포함하는 알킬화 안된 트리아졸리논 중간체 생성물의 알킬화에 관한 것이다. 본 내용에서 "알킬화"란 총칭을 나타내며 따라서, 알킬 그룹, 알케닐 그룹, 알키닐 그룹, 시클로알킬 그룹, 시클로알킬알킬 그룹, 아릴 그룹 또는 아릴알킬 그룹을 가진 알킬화제의 사용을 포함한다.
바람직한 일예에서, 본 발명은 5-알콕시(또는 아릴옥시)-2,4-디히드로-3H-1,2,4-트리아졸-3-온의 제조, 및 이러한 알킬화 안된 트리아졸리논 중간체 생성물의 알킬화에 의한 5-알콕시(또는 아릴옥시)-4-알킬-2,4-디히드로-3H-1,2,4-트리아졸-3-온의 제조에 관한 것이다.
트리아졸리논은 그의 제조방법과 제초제로서 그의 용도가 잘알려져 있듯이, 본 기술에서 잘알려져 있다. 미국특허 제 5,708,183 호에서는 트리아졸린티온을 산결합제의 존재하에 메틸 요오다이드와 반응시킨 다음, 알킬티오디아졸 유도체를아세트산의 존재하에 히드로겐 퍼옥사이드와 함께 가열함으로써 치환된 트리아졸리논을 제조하는 방법을 설명하고 있다. 미국특허 제 5,912,354 호에서는 치환된 아미노트리아졸리논의 제조방법을 개시하고 있으며, 이 방법은 옥사디아졸리논을 용매의 부존재하에 히드라진 히드레이트와 반응시키는 것을 포함한다. 미국특허 제 5,917,050 호에서는 티오이미도디카복실릭 디에스테르를 희석제와 염기성 반응 조제의 존재하에 히드라진, 히드라진 히드레이트 또는 히드라진의 산부가물과 반응시킴으로써 알콕시트리아졸리논을 제조하는 방법을 설명하고 있다.
또한, 미국특허 제 5,606,070 호; 5,599,945 호; 및 5,594,148 호에서는 각각 이미노티오카보닉 디에스테르를 카바지닉 에스테르와 반응시킨 다음, 얻어진 세미카바지드 유도체를 고리화 축합 반응시키는 것을 포함하는 알콕시트리아졸리논의 제조방법을 설명하고 있다.
그러나, 이들 선행 기술의 방법은 만족스럽지 못한 수율과 순도로 트리아졸리논을 제조한다. 따라서, 높은 수율과 순도로 치환된 트리아졸리논을 제조하는 방법에 대한 기술이 필요하다.
본 발명은 알킬화 안된 트리아졸리논 중간체 생성물의 알킬화에 의해 치환된 트리아졸리논을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 내용에서, "알킬화"는 총칭으로서 사용되며 따라서, 특히 다음에 제시된 R3의 정의를 포함한다. 본 방법은 다음 화학식 1의 티오노카바메이트를 히드라진, 히드라진 히드레이트 또는 히드라진의산부가물과 반응시켜 다음 화학식 2의 트리아졸리논 중간체 생성물을 제조하는 것을 포함한다:
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 식에서,
R1은 비치환되거나 치환된, 알킬, 아릴알킬 또는 아릴을 나타내고,
R2는 비치환되거나 치환된, 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 아릴 또는 아릴알킬을 나타낸다.
그후 화학식 2의 중간체 생성물을 pH 조절된 반응 조건하에 용매 및 염기의 존재하에 다음 화학식 3의 알킬화제와 반응시켜 다음 화학식 4의 치환된 트리아졸리논을 제조한다:
[화학식 3]
R3-X
[화학식 4]
상기 식에서,
X는 할로겐, -O-SO2-O-R3, 또는 -O-CO-O-R3를 나타내고,
R3는 비치환되거나 치환된, 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 아릴 또는 아릴알킬을 나타내고,
R2는 상기에 정의한 바와 같다.
본 발명의 바람직한 일예에서,
R1은 1 내지 4개의 탄소원자를 가진 알킬 그룹, 벤질 그룹 또는 페닐 그룹을 나타내고,
R2는 각각 6개 이하의 탄소원자를 가지며, 각각 시아노, 할로겐 또는 C1-C4-알콕시에 의해 비치환되거나 치환되는, 알킬 그룹, 알케닐 그룹 또는 알키닐 그룹을 나타내거나,
또는
각각 할로겐 또는 C1-C4-알킬에 의해 비치환되거나 치환되는, 3 내지 6개의탄소원자를 가진 시클로알킬 그룹 또는 시클로알킬 부분(moiety)에 3 내지 6개의 탄소원자를 가지며 알킬 부분에 1 내지 4개의 탄소원자를 가진 시클로알킬알킬 그룹을 나타내거나,
또는
각각 카복실, 니트로, 시아노, 할로겐, C1-C4-알킬, C1-C4-할로게노알킬, C1-C4-알콕시, C1-C4-할로게노알콕시 또는 C1-C4-알콕시-카보닐에 의해 비치환되거나 치환되는, 6 또는 10개의 탄소원자를 가진 아릴 그룹 또는 아릴 부분에 6 또는 10개의 탄소원자를 가지고 알킬 부분에 1 내지 4개의 탄소원자를 가진 아릴알킬 그룹을 나타내고,
R3는 각각 6개 이하의 탄소원자를 가지고 각각 시아노, 할로겐 또는 C1-C4-알콕시에 의해 비치환되거나 치환되는, 알킬, 알케닐 또는 알키닐을 나타내거나,
또는
각각 할로겐 또는 C1-C4-알킬에 의해 비치환되거나 치환되는, 3 내지 6개의 탄소원자를 가진 시클로알킬 또는 시클로알킬 부분에 3 내지 6개의 탄소원자를 가지고 알킬 부분에 1 내지 4개의 탄소원자를 가진 시클로알킬알킬을 나타내거나,
또는
각각 카복실, 시아노, 니트로, 할로겐, C1-C4-알킬, C1-C4-할로게노알킬, C1-C4-알콕시, C1-C4-할로게노알콕시 또는 C1-C4-알콕시-카보닐에 의해 비치환되거나 치환되는, 6 내지 10개의 탄소원자를 가진 아릴 또는 아릴 부분에 6 또는 10개의 탄소원자를 가지고 알킬 부분에 1 내지 4개의 탄소원자르 가진 아릴알킬을 나타낸다.
보다 바람직하게는,
R2는 각각 시아노, 불소, 염소 또는 브롬, 메톡시 또는 에톡시에 의해 비치환되거나 치환되는, 메틸, 에틸, n- 또는 i-프로필, n-, i-, s- 또는 t-부틸을 나타내거나,
또는
각각 시아노, 불소, 염소 또는 브롬에 의해 비치환되거나 치환되는, 프로페닐, 부테닐, 프로피닐 또는 부티닐을 나타내거나,
또는
각각 불소, 염소, 브롬, 메틸 또는 에틸에 의해 비치환되거나 치환되는, 시클로프로필 또는 시클로프로필메틸을 나타내거나,
또는
각각 시아노, 불소, 염소, 브롬, 메틸, 에틸, 트리플루오로메틸, 메톡시, 에톡시, 디플루오로메톡시, 트리플룽로메톡시, 메톡시카보닐 또는 에톡시카보닐에 의해 비치환되거나 치환되는, 페닐 또는 벤질을 나타내고,
R3는 각각 시아노, 불소, 염소 또는 브롬, 메톡시 또는 에톡시에 의해 비치환되거나 치환되는, 메틸, 에틸, n- 또는 i-프로필 또는 n-, i-, s- 또는 t-부틸을 나타내거나,
또는
각각 시아노, 불소, 염소 또는 브롬에 의해 비치환되거나 치환되는, 프로페닐, 부테닐, 프로피닐 또는 부티닐을 나타내거나,
또는
각각 불소, 염소, 브롬, 메틸 또는 에틸에 의해 비치환되거나 치환되는, 시클로프로필, 시클로부틸 또는 시클로프로필메틸을 나타내거나,
또는
각각 시아노, 불소, 염소, 브롬, 메틸, 에틸, 트리플루오로메틸, 메톡시, 에톡시, 디플루오로메톡시, 트리플루오로메톡시, 메톡시카보닐 또는 에톡시카보닐에 의해 비치환되거나 치환되는, 페닐 또는 벤질을 나타낸다.
가장 바람직하게는,
R1및 R2는 각각 메틸, n- 또는 i-프로필을 나타내고,
R3는 메틸을 나타낸다.
본 발명의 방법은 원 포트(one pot) 공정으로서, 화학식 2의 중간체 생성물을 분리하지 않고 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 일반적으로 대기압하에 수행된다. 그러나, 또한 상승되거나 감소된 압력하에 이 방법을 수행할 수 있다.
히드라진, 히드라진 히드레이트 또는 히드라진의 산부가물과 티오노카바메이트의 반응은 약 -10℃ 내지 약 95℃의 온도에서, 바람직하게는 약 0℃ 내지 약 60℃의 온도에서 수행된다. 히드라진의 적합한 산부가물의 일예는 히드라진 아세테이트, 히드라진 히드로클로라이드, 및 히드라진 설페이트를 포함한다.
본 발명의 일예에서, 히드라진, 히드라진 히드레이트 또는 히드라진의 산부가물과 티오노카바메이트의 반응은 염기, 용매, 또는 그의 혼합물의 존재하에 수행된다.
적합한 염기는 통상의 무기 또는 유기 염기 또는 산 수용체를 포함한다. 이들은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 아세테이트, 아미드, 카보네이트, 바이카보네이트, 히드리드, 히드록시드, 또는 알콕시드 이를테면 예를들어 소듐 아세테이트, 포타슘 아세테이트 또는 칼슘 아세테이트, 리튬 아미드, 소듐 아미드, 포타슘 아미드 또는 칼슘 아미드, 소듐 카보네이트, 포타슘 카보네이트 또는 칼슘 카보네이트, 소듐 바이카보네이트, 포타슘 바이카보네이트 또는 칼슘 바이카보네이트, 리튬 히드리드, 소듐 히드리드, 포타슘 히드리드 또는 칼슘 히드리드, 리튬 히드록시드, 소듐 히드록시드, 포타슘 히드록시드 또는 칼슘 히드록시드, 소듐 메톡시드 또는 포타슘 메톡시드, 소듐 에톡시드 또는 포타슘 에톡시드, 소듐 n- 또는 i-프로폭시드 또는 포타슘 n- 또는 i-프로폭시드, 소듐 n-, i-, s- 또는 t-부톡시드 또는 포타슘 n-, i-, s- 또는 t-부톡시드, 및 또한 염기성 유기 질소 화합물 이를테면 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 에틸 디이소프로필아민, N,N-디메틸-시클로헥실아민, 디시클로헥실아민, 에틸-디시클로헥실아민, N,N-디메틸-아닐린, N,N-디메틸-벤질아민, 피리딘, 2-메틸-, 3-메틸-, 4-메틸-, 2,4-디메틸-, 2,6-디메틸-, 3,4-디메틸- 및 3,5-디메틸-피리딘, 5-에틸-2-메틸-피리딘,4-디메틸아미노-피리딘, N-메틸-피페리딘, 1,4-디아자비시클로[2.2.2]-옥탄 (DABCO), 1,5-디아자비시클로[4.3.0]-논-5-엔(DBN), 또는 1,8-디아자비시클로[5.4. 0]-운덱-7-엔(DBU)를 포함한다.
적합한 용매는 지방족, 지환족 또는 방향족의, 비할로겐화 또는 할로겐화 탄화수소 이를테면 예를들어 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 석유 에테르, 헥산, 시클로헥산, 디클로로메탄, 클로로포름, 카본 테트라클로라이드; 에테르 이를테면 디에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, 디옥산, 테트라히드로푸란 또는 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 또는 에틸렌 글리콜 디에틸 에테르; 케톤 이를테면 아세톤, 부타논, 또는 메틸 이소부틸 케톤; 니트릴 이를테면 아세토니트릴, 프로피오니트릴 또는 부티로니트릴; 아미드 이를테면 N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-포름아닐리드, N-메틸-피롤리돈 또는 헥사메틸포스포릭 트리아미드; 에스테르 이를테면 메틸 아세테이트 또는 에틸 아세테이트; 설폭시드 이를테면 디메틸 설폭시드; 알코올 이를테면 메탄올, 에탄올, n- 또는 i-프로판올, n-, i-, s- 또는 t-부탄올, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르; 물; 및 그의 혼합물을 포함한다.
바람직한 용매는 물, 메탄올, 프로판올, 및 에틸벤젠, 오르토-크실렌, 파라-크실렌 및 메타-크실렌을 함유한 크실렌의 상용 혼합물을 포함한다.
본 발명의 일예에서, 히드라진 히드레이트와 티오노카바메이트의 반응은 물과 메탄올의 혼합물, 또는 물, 프로판올, 및 크실렌의 혼합물에서 수행된다.
또다른 일예에서, 질소 유류는 반응에 형성된 H2S를 제거할 목적으로 반응 혼합물을 통해 유지된다.
또한, 본 발명의 다른 일예에서, 벤질 클로라이드는 티오노카바메이트와 히드라진, 히드라진 히드레이트 또는 히드라진으니 산부가물을 함유한 반응 혼합물에 첨가되어 화학식 4의 알킬화 트리아졸리논 생성물의 순도를 개선한다. 벤질 클로라이드를 반응 혼합물에 -10℃ 내지 약 95℃의 온도에서 벤질 클로라이드가 혼합물의 약 0.1몰% 내지 약 10몰%; 및 바람직하게는 약 3몰% 내지 약 5몰%로 되도록 하는 양으로 첨가한다.
본 발명의 일예에서, 티오노카바메이트와 히드라진, 히드라진 히드레이트 또는 히드라진의 산부가물 사이의 반응 완료 후에 염기를 반응 혼합물에 첨가한다. 염기를 얻어진 혼합물의 pH가 약 8.0 내지 약 12.0이 되도록 하는 양으로 첨가한다. 적합한 염기는 5 또는 그 이상의 pKa 값을 가진 산의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염을 포함한다. 이러한 염기의 일예는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 히드록시드, 카보네이트, 바이카보네이트, 및 알콕시드를 포함한다. 바람직한 일예에서, 염기는 포타슘 히드록시드이다.
본 발명의 방법에서, 티오노카바메이트와 히드라진, 히드라진 히드레이트 또는 히드라진의 산부가물 사이의 반응 완료 후에, 알킬화제를 반응 혼합물에 첨가한다. 화학식 2의 중간체 화합물의 알킬화가 4-위치의 N 원자상에서 높은 선택성으로 진행된다. 본 내용에서, "알킬화" 및 "알킬화제"(화학식 3)는 총칭으로 사용되며 따라서, 명백히 R3에 대한 상기 정의를 포함한다.
알킬화 반응을 약 -10℃ 내지 95℃의 온도에서, 및 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 70℃의 온도에서 수행한다. 알킬화제를 첨가한 결과, 반응 혼합물의 pH는 약 7.0 내지 약 9.0의 값으로 감소된다. 그후 반응 혼합물을 필요하다면 혼합물에 염기를 첨가함으로써 약 7.0 내지 약 9.0, 바람직하게는 약 7.5 내지 약 8.5, 및 가장 바람직하게는 약 7.9 내지 약 8.1의 pH로 유지시킨다.
알킬화 단계를 위한 반응 시간은 반응 혼합물의 pH가 염기를 첨가하지 않고 7.0 내지 9.0, 및 바람직하게는 7.5 내지 8.5에서 안정하게 유지되는데 필요한 시간에 대응한다.
본 발명의 알킬화 단계에서 사용하는 염기는 종래의 무기 또는 유기 염기를 포함한다. 이들은 예를들어 알칼리 토금속 또는 알칼리 금속의 히드리드, 히드록시드, 아미드, 알코올레이트, 아세에이트, 카보네이트 또는 히드로겐 카보네이트 이를테면 소듐 히드리드, 소듐 아미드, 소듐 메틸레이트, 소듐 에틸레이트, 포타슘 tert-부틸레이트, 소듐 히드록시드, 포타슘 히드록시드, 암모늄 히드록시드, 소듐 아세테이트, 포타슘 아세테이트, 칼슘 아세테이트, 암모늄 아세테이트, 소듐 카보네이트, 포타슘 카보네이트, 포타슘 히드로겐 카보네이트, 소듐 히드로겐 카보네이트, 또는 암모늄 카보네이트, 및 또한 염기성 유기 질소 화합물 이를테면 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리부틸아민, N,N-디메틸아닐린, N,N-디메틸-벤질아민, 피리딘, 1,4-디아자비시클로[2.2.2]-옥탄(DABCO), 1,5-디아자비시클로[4.3.0]-논-5-엔 (DBN), 또는 1,8-디아자비시클로[5.4.0]-운덱-7-엔(DBU)를 포함한다.
본 발명의 방법에서 사용하는데 적합한 알킬화제는 상기에 나타낸 화학식 3의 화합물을 포함한다. 바람직한 알킬화제는 디메틸 설페이트이다. 알킬화 반응은 용매의 존재하에 수행된다.
본 발명의 알킬화 반응에 사용하는데 적합한 용매는 지방족, 지환족 또는 방향족의, 임의로 할로겐화된 탄화수소 이를테면 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 석유 에테르, 헥산, 시클로헥산, 디클로로메탄, 클로로포름, 테트라클로로메탄; 에테르 이를테면 디에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, 디옥산, 테트라히드로푸란 또는 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 또는 에틸렌 글리콜 디에틸 에테르; 케톤 이를테면 아세톤, 부타논, 또는 메틸 이소부틸 케톤; 니트릴 이를테면 아세토니트릴, 프로피오니트릴 또는 벤조니트릴; 아미드 이를테면 N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸포름아닐리드, N-메틸-피롤리돈 또는 헥사메틸포스포릭 트리아미드; 에스테르 이를테면 메틸 아세테이트 또는 에틸 아세테이트, 설폭시드 이를테면 디메틸 설폭시드, 알코올 이를테면 메탄올, 에탄올, n- 또는 i-프로판올, n-, i-, s-, 또는 t-부탄올, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르; 물 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 용매는 메틸 이소부틸 케톤, 메탄올, 프로판올, 물 및 에틸벤젠, 오르토-크실렌, 파라-크실렌, 및 메타-크실렌을 함유한 크실렌의 상용 혼합물을 포함한다.
본 발명의 일예에서, 알킬화 반응은 물, 메탄올 및 메틸 이소부틸 케톤의 혼합물, 또는 물, 프로판올 및 크실렌의 혼합물 존재하에 수행된다.
본 발명의 다른 일예에서, 화학식 4의 치환된 트리아졸리논 생성물이 알킬화 반응 종료시에 히드레이트로서 분리된다.
또한, 바람직한 일예에서, 5-메톡시-4-메틸-2,4-디히드로-3H-1,2,4- 트리아졸-3-온(MMT)은 5-메톡시-2,4-디히드로-3H-1,2,4-트리아졸-3-온(HMT)를 MIBK, 메탄올, 및 물의 혼합물에서 메틸화시켜 제조된다. HMT 대 MIBK의 몰비는 약 1.0:2.0 내지 약 1.0:3.5, 및 바람직하게는 약 1.0:2.8이다. HMT 대 메탄올의 몰비는 약 1.0:5.0 내지 약 1.0:15.0, 및 바람직하게는 약 1.0:9.5이다. HMT 대 물의 몰비는 약 1.0:3.0 내지 약 1.0:6.0, 및 바람직하게는 약 1.0:4.8이다.
더구나, 바람직한 일예에서, 5-프로폭시-4-메틸-2,4-디히드로-3H-1,2,4-트리아졸-3-온(PMT)은 5-프로폭시-2,4-디히드로-3H-1,2,4-트리아졸-3-온(HPT)을 크실렌, 프로판올, 및 물의 혼합물에서 메틸화시켜 제조된다. 반응 혼합물은 수성상과 유기상을 함유한다. 수성상(하부 상)을 폐기하고 프로판올과 메탄올의 존재하에, 60℃의 온도에서 유기상(상부 상)으로부터 PMT를 회수한다. HPT 대 크실렌의 몰비는 약 1.0:2.0 내지 약 1.0:4.0, 및 바람직하게는 약 1.0:3.0이다. HPT 대 프로판올의 몰비는 약 1.0:2.0 내지 약 1.0:6.0, 및 바람직하게는 약 1.0:4.0이다. HPT 대 물의 몰비는 약 1.0:3.0 내지 약 1.0:9.0, 및 바람직하게는 약 1.0:6.1이다.
또한 본 발명의 방법을 단독으로 취하여 pH-조절된 조건하에 알킬화 단계는 신규하며 발명적인 활성을 기초로 하고 있다는 사실이 언급될 수 있다.
본 발명을 추가로 예시하면 다음 실시예와 같으나 본 발명이 이에 한정되는 것으로 의도되지 않으며 여기서 모든 부와 퍼센트는 달리 특정되지 않으면 중량에의한 것이다.
<실시예>
실시예 1-HMT의 제조
399.0 g(2.68 mol)의 N-메톡시카보닐-O-메틸티오노카바메이트(MTC)와 710 g의 메탄올을 함유한 냉각(즉, 약 0℃) 용액에 17.8 g(0.143 mol)의 45% 포타슘 히드록시드 수용액과 40.0 g의 물을 첨가하였다. 약 0℃의 온도에서, 133.8 g(2.65 mol)의 64% 히드라진 히드레이트를 균일한 속도에서 약 2 시간의 기간에 걸쳐 반응 혼합물에 첨가하였다. 순수 서브서페이스(subsurface) 질소 기류(반응 중에 형성된 H2S의 제거에 도움)를 반응 혼합물에서 유지시켰다. 반응 혼합물을 약 0℃의 온도에서 약 4 시간 교반하였다. 그후 혼합물을 약 2 시간의 기간에 걸쳐 약 40℃의 온도에서 교반하였다. 그후 혼합물을 약 2 시간의 기간에 걸쳐 약 40℃의 온도로 가열하였다. 약 40℃의 온도에서, 17.1 g(0.135 mol)의 벤질 클로라이드를 반응 혼합물에 첨가하고 혼합물을 이 온도에서 약 1 시간 유지시켰다. 그후 반응 혼합물을 약 1 시간의 기간에 걸쳐 약 50℃의 온도로 가열하고 혼합물을 이 온도에서 약 2 시간 유지시켰다. 반응 혼합물은 메탄올(MeOH)과 물의 혼합물에서 5-메톡시-2,4-디히드로-3H-1,2,4-트리아졸-3-온(HMT)을 약 262 g(2.28 mol, MTC를 기준으로 하여 85% 수율) 함유하였다.
이 때, HMT 슬러리를 추가로 반응시켜 5-알콕시-4-메틸-2,4-디히드로-3H-1,2,4-트리아졸-3-온을 생성하거나(예, 실시예 3), 또는 순수한 HMT를 반응 혼합물로부터 분리하였다. 순수한 HMT를 분리하기 위해, 반응 혼합물을 약 0℃의 온도로냉각시키고, 진공하에 여과시킨 다음 여과 케이크를 2 X 50 ml의 냉각된(약 0℃) 메탄올로 세척하였다. 그후 여과 케이크를 약 50℃의 온도에서 약 16 시간 진공 오븐에서 건조시켜 223.6 g의 HMT를 얻었다(순도 96.5% 및 MTC를 기준으로 하여 70.0% 수율).
실시예 2-HPT의 제조
587.0 g(2.86 mol)의 N-프로폭시카보닐-O-프로필티오노카바메이트(PTC)와 240 g의 프로판올을 함유한 용액에 280 g의 크실렌(즉, 에틸벤젠, 오르토-크실렌, 파라-크실렌 및 메타-크실렌의 상용 혼합물), 70.0 g의 물, 및 4.2 g(0.03 mol)의 45% 포타슘 히드록시드 수용액을 첨가하였다. 그후 반응 혼합물을 약 0℃의 온도로 냉각시켰다. 약 0℃의 온도에서, 146.0 g(2.95 mol)의 64% 히드라진 히드레이트를 균일한 속도로 약 2 시간의 기간에 걸쳐 반응 혼합물에 첨가하였다. 순수한 서브서페이스 질소 기류(반응 중에 형성된 H2S의 제거에 도움)를 반응 혼합물에서 유지시켰다. 히드라진 히드레이트를 첨가한 후, 반응 혼합물을 약 20℃의 온도로 가열하고 약 3 시간 교반하였다. 그후 혼합물을 약 50℃의 온도로 약 2 시간의 기간에 걸쳐 가열하였다. 반응 혼합물을 약 50℃의 온도에서 약 1 시간 가열하였다. 그후 반응 혼합물을 525 g의 크실렌으로 희석하였다. 이 슬러리는 크실렌, 프로판올 및 물의 혼합물에서 약 348 g의 5-프로폭시-2,4-디히드로-3H-1,2,4-트리아졸-3-온(HPT)을 함유하였다(2.43 mol, PTC를 기준으로 하여 85% 수율).
이 때, HPT를 추가로 반응시켜 5-프로폭시-4-메틸-2,4-디히드로-3H-1,2,4-트리아졸-3-온을 제조하였다(예, 실시예 4).
실시예 3-HMT 슬러리로부터 MMT 히드레이트의 제조
262 g(2.28 mol)의 HMT를 메탄올과 물의 혼합물에 함유한 HMT 슬러리(예, 실시예 1에서 제조됨)에, 약 50℃의 온도에서 45% 포타슘 히드록시드(KOH) 수용액을 약 30분간의 기간에 걸쳐 첨가하였다. KOH용액을 반응 혼합물의 pH가 약 10.0으로 증가되는 양으로 첨가하였다. 그후 약 650 g의 메틸 이소부틸 케톤(MIBK)을 반응 혼합물에 첨가하고, 혼합물을 실온(즉, 약 25℃)으로 냉각하였다. 그후 약 446 g(3.54 mol)의 디메틸 설페이트를 약 2 시간의 기간에 걸쳐 혼합물에 첨가하고, 이 때 혼합물의 온도를 약 25℃ 내지 약 30℃로 유지시켰다. 디메틸 설페이트를 첨가하였을 때, 반응 혼합물의 pH가 감소하였다. 45% KOH 수용액을 동시에 첨가함으로써 혼합물의 pH를 약 7.9 내지 약 8.1로 유지하였다. 디메틸 설페이트를 첨가한 후에, 반응 혼합물의 온도를 약 4 시간의 기간에 걸쳐 약 60℃로 증가시키고, 이 때 pH를 약 7.9 내지 약 8.1로 유지하였다.
반응 혼합물을 pH가 안정할 때까지; 즉, pH를 약 7.9 내지 약 8.1로 유지하는데 KOH 수용액을 첨가할 필요 없는 시점에서, 약 60℃로 가열하였다.
그후 감압하에 반응 혼합물을 분별 증류시켜 메탄올을 제거하고, 히드레이트로서 5-메톡시-4-메틸-2,4-디히드로-3H-1,2,4-트리아졸-3-온(MMT) 생성물을 분리하였다. 약 680 g의 물을 잔류물에 첨가하고 약 75℃의 온도로 가열하여 MMT를 용해시켰다. 그후 혼합물을 약 4 시간의 기간에 걸쳐 약 0℃의 온도로 냉각한 다음, 약 1 시간 교반하였다. 얻어진 2상 슬러리를 여과시킨 다음, 280 g의 따뜻한 MIBK와 280 g의 빙냉수로 세척하였다. 여과 케이크를 실온에서 200 mm 진공하에 약 8시간 건조시켜 261 g의 MMT 히드레이트를 얻었다(1.74 mol, 히드레이트로서 순도 98%, 및 HMT를 기준으로 하여 수율 76%).
실시예 4-크실렌/프로판올/물에서 HPT 슬러리로부터 PMT의 크실렌 용액 제조
크실렌, 프로판올 및 물의 혼합물에서 348 g(2.43 mol)의 HPT를 함유한 HPT 슬러리(예, 실시예 2에서 제조됨)에 약 30분간의 기간에 걸쳐, 약 30℃의 온도에서 45% 포타슘 히드록시드(KOH) 수용액을 첨가하였다. KOH 용액을 반응 혼합물의 pH가 약 10.0으로 증가되는 양으로 첨가하였다. 그후 약 480 g(3.77 mol)의 디메틸 설페이트를 약 2 시간의 기간에 걸쳐 혼합물에 첨가하고, 이 때 혼합물의 온도를 약 25℃ 내지 약 30℃로 유지하였다. 디메틸 설페이트를 첨가하였을 때, 반응 혼합물의 pH가 감소되었다. 45% KOH 수용액을 동시에 첨가함으로써 혼합물의 pH를 약 7.9 내지 약 8.1로 유지하였다. 디메틸 설페이트를 첨가한 후에, 반응 혼합물의 온도를 약 4 기간의 기간에 걸쳐 약 60℃로 증가시키고, 이 때 pH를 약 7.9 내지 약 8.1로 유지하였다.
반응 혼합물을 pH가 안정할 때까지; 즉, pH를 약 7.9 내지 약 8.1로 유지하는데 KOH 수용액을 첨가할 필요가 없는 시점에서, 약 60℃로 가열하였다. 반응 혼합물의 교반을 중단하고 혼합물을 2상으로 분리하였다. 수성상(하부 상)을 폐기하고 유기상(상부 상)을 감압하에 증류시켜 메탄올, 디프로필 에테르, 프로판올 및 물을 제거하였다. 크실렌내 조생성물 5-프로폭시-4-메틸-2,4-디히드로-3H-1,2,4-트리아졸-3-온(PMT)로 구성된 잔류물을 새로운 무수 크실렌으로 희석하여 그의 농도를 PMT에 관해 약 13%로 조정하였다. 이 지점에서 PMT 용액은 전체 용액 2455 g에서 319 g(2.03 mol)의 PMT를 함유하였다. PMT의 무용매 순도는 82%이였고 수율은 HPT를 기준으로 하여 83.5%이었다.
본 발명을 예시 목적으로 이전에 상세히 설명하였지만, 이러한 내용은 단지 그 목적을 위한 것이며 본 기술의 숙련자에게는 특허청구범위에 의해 한정될 수 있다는 것을 제외하고 본 발명의 정신과 범위로부터 일탈함이 없이 변화시킬 수 있다는 사실이 이해될 것이다.
본 발명에 따른 방법은 높은 수율과 순도로 치환된 트리아졸리논을 제조할 수 있다.

Claims (10)

  1. a) 다음 화학식 1의 티오노카바메이트를 히드라진, 히드라진 히드레이트, 또는 히드라진의 산부가물과 반응시켜 다음 화학식 2의 트리아졸리논 중간체 생성물을 제조하고;
    b) pH 조절된 조건하에 단계 a)에서 수득된 화학식 2의 중간체 생성물을 용매 및 염기의 존재하에 다음 화학식 3의 알킬화제와 반응시켜 다음 화학식 4의 치환된 트리아졸리논을 제조하는 단계를 특징으로 하여 치환된 트리아졸리논을 제조하는 방법:
    [화학식 1]
    [화학식 2]
    [화학식 3]
    R3-X
    [화학식 4]
    상기 식에서,
    R1은 비치환되거나 치환된, 알킬, 아릴알킬 또는 아릴을 나타내고,
    R2는 비치환되거나 치환된, 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 아릴 또는 아릴알킬을 나타내며,
    X는 할로겐, -O-SO2-O-R3, 또는 -O-CO-O-R3를 나타내고,
    R3는 비치환되거나 치환된, 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 아릴 또는 아릴알킬을 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서, 단계 a) 및 b)의 반응을 약 -10℃ 내지 약 95℃의 온도에서 수행하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 단계 b)에서 반응 혼합물의 pH가 약 7.0 내지 약 9.0이 되도록 하는 양으로 알킬화제를 첨가하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 단계 b)의 염기가 알칼리 토금속 또는 알칼리 금속의 히드리드, 히드록시드, 아미드, 알코올레이트, 아세테이트, 카보네이트, 또는 히드로겐 카보네이트로 구성된 그룹 중에서 선택되는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 단계 b)의 염기가 포타슘 히드록시드인 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 알킬화제가 디메틸 설페이트인 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 단계 a) 및 b)를, 화학식 2의 중간체 생성물을 분리하지 않고, 원-포트(one-pot) 공정에 의해 수행하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 화학식 4의 트리아졸리논 생성물이 5-메톡시-4-메틸-2,4-디히드로-3H-1,2,4-트리아졸-3-온(MMT)인 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 화학식 4의 트리아졸리논 생성물이 5-프로폭시-4-메틸-2,4-디히드로-3H-1,2,4-트리아졸-3-온(PMT)인 방법.
  10. pH 조절된 반응 조건하에 다음 화학식 2의 중간체 생성물을 용매 및 염기의 존재하에 다음 화학식 3의 알킬화제와 반응시켜 다음 화학식 4의 치환된 트리아졸리논을 제조하는 단계를 특징으로 하여 치환된 트리아졸리논을 제조하는 방법:
    [화학식 2]
    [화학식 3]
    R3-X
    [화학식 4]
    상기 식에서,
    R2는 제 1 항에 나타낸 바와 같고,
    X는 할로겐, -O-SO2-O-R3, 또는 -O-CO-O-R3를 나타내고,
    R3는 비치환되거나 치환된, 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 아릴 또는 아릴알킬을 나타낸다.
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