KR20050004218A - 4-할로알킬니코틴아마이드의 제조방법 - Google Patents

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KR20050004218A
KR20050004218A KR10-2004-7018970A KR20047018970A KR20050004218A KR 20050004218 A KR20050004218 A KR 20050004218A KR 20047018970 A KR20047018970 A KR 20047018970A KR 20050004218 A KR20050004218 A KR 20050004218A
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바이엘 크롭사이언스 게엠베하
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    • C07D213/78—Carbon atoms having three bonds to hetero atoms, with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals
    • C07D213/81—Amides; Imides
    • C07D213/82—Amides; Imides in position 3

Abstract

본 발명은 강산의 존재하에 1종 이상의 하기 화학식 II, III 및/또는 IV의 3-((C1-C4)-할로알킬-3-옥소-1-알케닐아미노)나이트릴을 폐환 반응시킴과 동시에 가수분해시키는 것을 포함하는 하기 화학식 I의 4-할로알킬니코틴아마이드의 제조방법에 관한 것이다:
화학식 I
화학식 II
화학식 III
화학식 IV
상기 식에서,
R1은 (C1-C4)-할로알킬이고,
R2는 동일하거나 상이하며 (C1-C6)-알킬이고,
Z는 동일하거나 상이하며 O, S 또는 NR1이다.
화학식 I의 화합물은 농약의 제조 중간체로서 사용된다.

Description

4-할로알킬니코틴아마이드의 제조방법{METHOD FOR PRODUCING 4-HALOALKYL NICOTINIC ACID AMIDES}
4-할로알킬니코틴아마이드는 예를 들면 WO-A 98/57969 호, EP-A 0 580 374 호 및 WO-A 01/70692 호에 기술된 바와 같은 농약을 제조하는데 유용한 출발물질이다.
이들 화합물은 4-할로알킬니코틴산(이의 합성은 예를 들면 EP-A 0 744 400 호에 기술되어 있다)으로부터 2단계로 제조되거나, 또는 4-할로알킬니코티노나이트릴의 가수분해에 의해 제조될 수 있다(예를 들면, WO-A 02/048111 호 참조).
본 발명은 4-할로알킬니코틴아마이드의 제조방법에 관한 것이다.
놀랍게도, 강산의 존재하에 3-(할로알킬-3-옥소-1-부텐일아미노)아크릴로나이트릴을 고리화 및 가수분해시킴으로써 4-할로알킬니코틴아마이드, 특히 트라이플루오로메틸니코틴아마이드를 제조하는 간단한 방법이 발견되었다.
따라서, 본 발명은 강산의 존재하에 1종 이상의 하기 화학식 II, III 및/또는 IV의 3-((C1-C4)-할로알킬-3-옥소-1-알케닐아미노)나이트릴을 폐환 반응시킴과 동시에 가수분해시키는 것을 포함하는 하기 화학식 I의 4-할로알킬니코틴아마이드의 제조방법을 제공한다:
상기 식에서,
R1은 (C1-C4)-할로알킬이고,
R2는 동일하거나 상이하며 (C1-C6)-알킬이고,
Z는 동일하거나 상이하며 O, S 또는 NR1이다.
본 발명에 따른 방법은 화학식 II 내지 IV의 나이트릴 유도체로부터 화학식 I의 니코틴아마이드 유도체를 단 하나의 단계로 제조할 수 있고, 또한 수행이 특히 간단하다. 4-트라이플루오로메틸니코티노나이트릴의 아마이드로의 가수분해는 진한 H2SO4중에서 8시간 동안 120 내지 140℃로 가열함으로써만 달성되는 것으로 공지되어 있기 때문에 이는 놀라운 것이다.
"(C1-C4)-할로알킬"은 1개 이상의 수소 원자가 동일한 수의 동일하거나 상이한 할로겐 원자, 바람직하게는 염소 또는 불소로 치환된 알킬기, 예를 들면 트라이플루오로메틸, 1-플푸오로에틸, 2,2,2-트라이플루오로에틸, 클로로메틸, 플루오로메틸, 다이플루오로메틸 및 1,1,2,2-테트라플루오로에틸기이다.
화학식 I 내지 IV중의 기호는 바람직하게는 하기와 같이 정의된다.
R1은 바람직하게는 CF2H, CFCl2, CF2Cl, CF3, C2F5또는 C3F7이고, 보다 바람직하게는 CF3이다.
R2는 바람직하게는 (C1-C4)-알킬, 예를 들면 메틸, 에틸, n-프로필, 아이소프로필, n-부틸, 아이소부틸, t-부틸이고, 보다 바람직하게는 메틸 또는 에틸이며, 가장 바람직하게는 메틸이다.
Z는 바람직하게는 O 또는 NR1이다.
Hal은 F, Cl, Br 또는 I이고, 바람직하게는 Cl 또는 Br이다.
출발물질인 화학식 II의 3-(할로알킬-3-옥소-1-알케닐아미노)아크릴로나이트릴 유도체 또는 화학식 III 및 IV의 엔아민은 공지되어 있고, 예를 들면 WO-A 02/048111 호에 기술된 바와 같이 제조될 수 있다.
화학식 I의 4-할로알킬니코틴아마이드의 고리화는, 바람직하게는 0.5 미만의 pKa값을 갖는 강산의 존재하에 일어난다. 강산성 매질중에서의 고리화 동안에, 나이트릴기의 전환도 또한 일어난다.
특히 바람직한 산은 H2SO4, SO3, 발연 황산, 인산, 폴리인산, 퍼플루오로알칸설폰산(예를 들면, 트라이플루오로메틸설폰산), 메탄설폰산 및 p-톨루엔설폰산이고, H2SO4가 매우 특히 바람직하며, H2SO4가 특히 바람직하다.
또한 산 혼합물을 사용하는 것도 가능하다.
사용되는 화합물, 산 및 추가의 반응 조건에 따라, 화학식 II, III 및/또는 IV의 화합물 대 산의 비율은 넓은 범위내에서 변화될 수 있다.
일반적으로, 산의 사용량은 화학식 II 내지 IV의 화합물 1중량부당 4 내지 30중량부, 바람직하게는 6 내지 15중량부이다.
사용되는 화합물 및 다른 반응 조건에 따라, 반응 온도는 넓은 한도내에서 변화될 수 있다. 일반적으로, 반응 온도는 0℃ 내지 +40℃의 범위내이고, 반응 시간은 전형적으로 0.1 내지 6시간, 바람직하게는 3 내지 5시간이다.
또한, 반응 조건은 화학식 II, III 또는 IV의 화합물중 어느 화합물이 사용되는지에 따라 당해 기술분야의 숙련자에게 잘 알려진 방법으로 변화된다.
반응은 용매중에서 수행될 수 있다. 화학식 II 내지 IV의 성분 및 산을 초기에 개별적으로 용매에 충전시키고 이들 용매/현탁액을 함께 반응시키거나, 또는 상기 성분중 하나를 초기에 용매에 충전시키고 나머지 성분을 첨가할 수 있다.
바람직한 용매는 염화메틸렌 또는 클로로포름과 같은 할로겐화 탄화수소, 다이에틸 에테르 또는 다이아이소프로필 에테르와 같은 에테르, 및 SO2이다. 용매의 사용량은 넓은 한도내에서 변화될 수 있고, 예를 들면 어떤 출발물질이 사용되는지에 좌우된다. 용매의 사용량은 일반적으로 화학식 II 내지 IV의 화합물 1중량부당 30중량부 이하, 바람직하게는 6 내지 15중량부이다.
후처리는 당해 기술분야의 숙련자에게 잘 알려진 공지된 방법에 의해, 예를 들면 생성물을 물로 희석하고 여과 또는 추출함으로써 수행될 수 있다.
고리화 시약(예를 들면, SO3, 발연 황산, 진한 H2SO4)의 성질에 따라, 엄격하게는 아마이드를 필요에 따라 그의 전구체로부터 방출시키고 분리시키기 위해 수성 후처리가 필요하다.
화학식 I의 화합물, 특히 4-트라이플루오로메틸니코틴아마이드는 예를 들면 농작물 보호제, 특히 살충제와 같은 농약의 제조에서 중간체로서 사용될 수 있다.
상기 화합물은 WO-A 98/57969 호, EP-A 0 580 374 호 및 WO-A 01/07692 호에 기술된 바와 같은 화합물로 추가로 전환시키는데 특히 적합하다. 이들 문헌, 특히 각 경우의 화학식 I의 화합물 및 예시적인 실시태양은 명백히 본원에 참고로 포함된다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 I의 화합물을 제조하고, WO-A 98/57969 호, EP-A 0 585 374 호 및/또는 WO-A 01/70692 호에 기술된 방법에 의해 이들을 폐환 반응시키고 선택적으로 가수분해시키고 추가로 반응시켜 살충 활성의 최종 화합물을 생성함으로써 상기 문헌에 따른 살충 활성의 4-할로알킬니코틴산 유도체, 특히 4-트라이플루오로메틸니코틴산 유도체를 제조하는 방법을 제공한다.
본 출원의 우선권 주장의 기초 출원인 독일 특허 출원 제 102 23 274.1 호 및 이에 첨부된 요약서의 내용은 본원에 참고로 포함된다.
본 발명을 하기 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명이 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
4-트라이플루오로메틸니코틴아마이드
3목 플라스크를 초기에 N2하에서 H2SO4(d 1.8) 100ml로 충전시키고, 용액을 10℃로 냉각하였다. N-(2-시아노비닐)-4,4,4-트라이플루오로-3-케토-1-부텐일아민 30g(0.5몰)을 1시간내에 상기 온도에서 첨가하였다. 계속해서, 혼합물을 실온(RT)에서 3 내지 5시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 얼음 300g에 첨가하고, 40중량% NaOH를 사용하여 pH를 3 내지 4로 조정하고, 아세트산에틸을 사용하여 생성물을 추출하였다. 용매를 감압하에서 제거하였다. 아마이드 27g(90%)을 수득하였다. 융점: 166 내지 167℃.
19F NMR δ: -60.0(단일항)ppm.
실시예 2
4-트라이플루오로메틸니코틴아마이드
H2SO4대신에 폴리인산을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 과정을 반복하였다. 반응 혼합물을 4시간 동안 40℃로 가열하고 융점 165℃의 생성물 24g(80%)을 수득하였다.
실시예 3
4-다이플루오로메틸니코틴아마이드
N-(2-시아노비닐)-4,4,4-트라이플루오로-3-케토-1-부텐일아민 대신에 N-(2-시아노비닐)-4,4-다이플루오로-3-케토-1-부텐일아민을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 과정을 반복하였다.
수율 65%. 융점: 124 내지 125℃.

Claims (6)

  1. 강산의 존재하에 1종 이상의 하기 화학식 II, III 및/또는 IV의 3-((C1-C4)-할로알킬-3-옥소-1-알케닐아미노)나이트릴을 폐환 반응시킴과 동시에 가수분해시키는 것을 포함하는 하기 화학식 I의 4-할로알킬니코틴아마이드의 제조방법:
    화학식 I
    화학식 II
    화학식 III
    화학식 IV
    상기 식에서,
    R1은 (C1-C4)-할로알킬이고,
    R2는 동일하거나 상이하며 (C1-C6)-알킬이고,
    Z는 동일하거나 상이하며 O, S 또는 NR1이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    화학식 I중의 R1이 CF2H, CFCl2, CF2Cl, CF3, C2F5또는 C3F7인 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    화학식 I중의 R1이 CF3인 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    H2SO4, SO3, 발연 황산, 인산, 폴리인산, 퍼플루오로알칸설폰산, 메탄설폰산 및 p-톨루엔설폰산의 군에서 선택된 1종 이상의 산을 사용하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    H2SO4를 사용하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    반응을 용매중에서 수행하는 방법.
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