KR20180104760A - 벤즈옥사졸 화합물의 제조 방법 - Google Patents
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- C07D213/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D213/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
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- C07D213/60—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
- 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
Abstract
식 (2)로 표시되는 화합물(이하, "화합물 (2)"라 칭한다), 트리(C1-C3 알킬)실릴(C1-C4 퍼플루오로알칸) 및 불화물을 혼합하는 것에 의한, 식 (3) [식 중, n은 1, 2, 3 또는 4를 나타낸다.]으로 표시되는 화합물(이하, "화합물 (3)"이라 칭한다)의 제조 방법. 식 (1)로 표시되는 화합물을 분자 내 탈수 축합하는 것에 의해, 식 (2)로 표시되는 화합물을 제조하는 공정, 및 식 (2)로 표시되는 화합물, 트리(C1-C3 알킬)실릴(C1-C4 퍼플루오로알칸), 및 불화물을 혼합하는 것에 의한, 식 (3)으로 표시되는 화합물의 제조 방법.
Description
본 발명은 유해 생물에 대하여 방제 효력을 갖는 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(퍼플루오로알칸술포닐)벤즈옥사졸의 제조 방법 및 그 중간체 제조에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(퍼플루오로알칸술포닐)벤즈옥사졸 화합물이 유해 생물에 대하여 방제 효력을 갖는 것이 개시되어 있으며, 예를 들어, 2-아미노-4-(트리플루오로메틸술파닐)페놀과 3-에틸술파닐 피콜린산을 반응시키고 이어서 얻어진 화합물을 폐환(ring-closing)시키고 산화하여 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(트리플루오로메틸술포닐)벤즈옥사졸을 제조하는 방법이 개시되어 있다.
본 발명은 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(퍼플루오로알칸술포닐)벤즈옥사졸 화합물의 신규한 제조 방법을 제공한다.
본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해 검토한 결과, 식 (2)
로 표시되는 화합물, 트리(C1-C3 알킬)실릴(C1-C4 퍼플루오로알칸) 및 불화물을 혼합하는 것에 의한, 식 (3)
[식 중, n은 1, 2, 3 또는 4를 나타낸다.]
으로 표시되는 화합물의 제조 방법을 발견하였다.
즉, 본 발명은 다음과 같다.
[1] 식 (2)
로 표시되는 화합물(이하, "화합물 (2)"라 칭한다), 트리(C1-C3 알킬)실릴(C1-C4 퍼플루오로알칸) 및 불화물을 혼합하는 것에 의한, 식 (3)
[식 중, n은 1, 2, 3 또는 4를 나타낸다.]
으로 표시되는 화합물(이하, "화합물 (3)"이라 칭한다)의 제조 방법.
[2] 식 (1)
로 표시되는 화합물(이하, "화합물 (1)"이라 칭한다)을 분자 내 탈수 축합하는 것에 의해, 화합물 (2)를 제조하는 공정, 및
화합물 (2), 트리(C1-C3 알킬)실릴(C1-C4 퍼플루오로알칸) 및 불화물을 혼합하는 것에 의한, 화합물 (3)의 제조 방법.
[3] 화합물 (1).
[4] 화합물 (2).
본 발명에 따라, 신규한 방법으로 화합물 (3)을 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 설명한다.
"트리(C1-C3 알킬)실릴(C1-C4 퍼플루오로알칸)"의 예로는 트리메틸실릴 트리플루오로메탄, 트리에틸실릴 트리플루오로메탄, 트리이소프로필실릴 트리플루오로메탄, 트리메틸실릴 펜타플루오로에탄, 트리에틸실릴 펜타플루오로에탄, 트리메틸실릴 노나플루오로부탄, 및 트리메틸실릴 헵타플루오로프로판을 들 수 있으며, 트리메틸실릴 트리플루오로메탄이 바람직하다.
"불화물(fluoride)"은 불화 칼륨 및 불화 세슘 등의 알칼리 금속 불화물; 및 테트라부틸암모늄 플루오라이드 및 1-메틸-3-부틸이미다졸리움 플루오라이드 등의 4급 암모늄 불화물을 나타내며, 알칼리 금속 불화물이 바람직하다.
화합물 (2)는 화합물 (1)을 분자 내 탈수 축합하는 것에 의해 제조된다.
분자 내 탈수 축합은 화합물 (1)을 용매 중에서 산, 염기, 옥시염화인, 또는 탈수 축합제와 혼합하는 것에 의해 수행된다.
용매의 예로는 톨루엔, 크실렌, 쿠멘, 모노클로로벤젠, 및 테트랄린 등의 방향족 탄화수소류; 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난 및 시클로헥산 등의 탄화수소류; 테트라히드로푸란, 2-메틸테트라히드로푸란, 시클로펜틸 메틸 에테르, 3차-부틸 메틸 에테르, 모노글림(monoglyme) 및 디글림(diglyme) 등의 에테르류; 아세토니트릴 및 프로필니트릴 등의 니트릴류; 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 그 중에서도 방향족 탄화수소류 및 에테르류가 바람직하다.
용매의 사용량은 화합물 (2)의 중량에 대하여, 일반적으로 1 내지 100 중량배의 범위이며, 바람직하게는 1 내지 30 중량배의 범위이다.
산의 예로는 황산, 염산, 인산 및 붕산 등의 무기산; 및 아세트산, 프로피온산, 트리플루오로아세트산, 메탄술폰산 및 p-톨루엔술폰산 등의 유기산을 들 수 있다.
산의 사용량은 화합물 (1)의 1몰에 대하여, 일반적으로 0.1 내지 5 몰비의 범위이다.
염기의 예로는 피리딘, 피콜린, 2,6-루티딘 및 1,8-디아자비시클로[5.4.0]-7-운데센 등의 질소-함유 복소환 화합물; 트리에틸아민 및 N,N-디이소프로필에틸아민 등의 3급 아민; 및 수소화나트륨 및 탄산칼륨 등의 무기 염기를 들 수 있다.
염기의 사용량은 화합물 (1)의 1몰에 대하여, 일반적으로 1 내지 5 몰비의 범위이다.
옥시염화인의 사용량은 화합물 (1)의 1몰에 대하여, 일반적으로 1 내지 5 몰비의 범위이다.
탈수 축합제의 예로는 무수 아세트산, 트리플루오로 아세트산 무수물 및 디에틸 아조디카르복실레이트를 들 수 있고, 그 사용량은 화합물 (1)의 1몰에 대하여, 일반적으로 1 내지 5 몰비의 범위이다.
반응은 일반적으로 50℃ 내지 200℃의 범위, 바람직하게는 100℃ 내지 200℃의 범위의 온도에서 가열하는 것에 의해 수행된다. 반응의 반응 시간은 0.1 내지 24 시간의 범위이다.
반응 종료 후, 예를 들면 이것에 물을 첨가하고, 혼합물을 산성 용액 또는 알칼리성 용액으로 중화하고, 혼합물을 유기 용매로 추출할 수 있고, 그 후 유기 용매를 증류에 의해 제거함으로써 화합물(2)를 얻을 수 있다. 화합물 (2)는 결정화 및 컬럼 크로마토그래피 등에 의해 추가로 정제할 수 있다.
화합물 (1)은 3-아미노-4-히드록시벤젠술포닐 플루오라이드와 3-에틸술포닐-2-피리딘 카르보닐 클로라이드를 비양성자성 용매(aprotic solvent) 중에서 반응시키는 것에 의해 제조된다.
비양성자성 용매의 예로는 톨루엔, 크실렌, 쿠멘, 모노클로로벤젠 및 테트랄린 등의 방향족 탄화수소류; 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난 및 시클로헥산 등의 탄화수소 류; 테트라히드로푸란, 2-메틸테트라히드로푸란, 시클로펜틸 메틸 에테르, 3차-부틸 메틸 에테르, 모노글림 및 디글림 등의 에테르류; 아세토니트릴 및 프로필니트릴 등의 니트릴류; 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
비양성자성 용매의 사용량은 3-아미노-4-히드록시벤젠술포닐 플루오라이드의 중량에 대하여, 일반적으로 1 내지 20 중량배의 범위이다.
3-아미노-4-히드록시벤젠술포닐 플루오라이드는 시판 중인 화합물이거나, 또는 예를 들면 『J. Agr. Food Chem., Vol. 17, 810-817』에 기재된 방법에 따라 제조할 수 있다.
3-에틸술포닐-2-피리딘 카르보닐 클로라이드는, 예를 들면 WO 2014/104407호에 기재된 방법에 따라 제조할 수 있다.
또한, 화합물 (1)은 하기 식 (1X):
으로 표시되는 화합물(이하, "화합물 (1X)"라 칭한다)과 불화물을 비양성자성 극성 용매 중에서 반응시킴으로써도 제조된다.
불화물의 예로는 불화 칼륨 및 불화 세슘 등의 알칼리 금속 불화물; 및 테트라부틸암모늄 플루오라이드 및 1-메틸-3-부틸이미다졸리움 플루오라이드 등의 4급 암모늄 불화물; 등을 들 수 있다.
불소화제(fluorinating agent)의 사용량은 화합물 (1X)의 1몰에 대하여, 일반적으로 1 내지 3 몰비의 범위이다.
비양성자성 극성 용매의 예로는 테트라히드로푸란, 디에틸 에테르 및 디부틸 에테르등의 에테르류; 아세토니트릴 및 프로피오니트릴 등의 니트릴류; N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 및 N-메틸피롤리돈 등의 아미드류; 및 에틸 메틸 술폰 및 술포란 등의 황-함유 화합물을 들 수 있다.
비양성자성 극성 용매의 사용량은 화합물 (1X)의 중량에 대하여, 일반적으로 1 내지 20 중량배의 범위이다.
화합물 (1X)는 예를 들면, 『Phosphorus and Sulfur and the Related Elements, Vol. 12, 197-204』에 기재된 방법에 따라 제조할 수 있다.
다음으로, 화합물 (2), 트리(C1-C3 알킬)실릴(C1-C4 퍼플루오로알칸), 및 불화물을 혼합함으로써 화합물 (3)을 제조하는 방법에 대해 설명한다.
반응은 일반적으로 용매의 존재하에서 수행된다.
용매의 예로는 톨루엔, 크실렌, 쿠멘, 모노클로로벤젠 및 테트랄린 등의 방향족 탄화수소류; 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난 및 시클로헥산 등의 탄화수소류; 디메틸 술폭시드 및 술포란 등의 황-함유 화합물; 테트라히드로푸란, 2-메틸테트라히드로푸란, 시클로펜틸 메틸 에테르, 3차-부틸 메틸 에테르, 모노글림 및 디글림 등의 에테르류; N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드 및 N-메틸피롤리돈 등의 아미드류; 아세토니트릴 및 프로필니트릴 등의 니트릴류; 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 그 중에서도 에테르류 및 아미드류가 바람직하다.
용매의 사용량은 화합물 (1)의 중량에 대하여, 일반적으로 1 내지 100 중량배의 범위이며, 바람직하게는 1 내지 30 중량배의 범위이다.
반응에 사용되는 트리(C1-C3 알킬)실릴(C1-C4 퍼플루오로알칸)의 양은 화합물 (1)의 1몰에 대하여, 일반적으로 1 내지 10 몰비의 범위이고, 반응에 사용되는 불화물의 양은 화합물 (1)의 1몰에 대하여, 일반적으로 0.1 내지 2 몰비의 범위이다.
반응의 반응 온도는 일반적으로 -20℃ 내지 200℃의 범위이고, 바람직하게는 0℃ 내지 160℃의 범위이다.
반응의 반응 시간은 수 분 내지 48시간의 범위이다.
반응 종료 후, 예를 들면 이것에 물을 첨가하고, 혼합물을 유기 용매로 추출할 수 있고, 그 후 유기 용매를 증류에 의해 제거함으로써 화합물 (3)을 얻을 수 있다. 얻어진 화합물 (3)은 결정화 및 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제할 수 있다.
화합물 (3)의 예로서는 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(트리플루오로메틸술포닐)벤즈옥사졸, 및 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(펜타플루오로에틸술포닐)벤즈옥사졸을 들 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
고속 액체 크로마토그래피에 대한 측정 조건
측정 기기: SHIMADZU CORPORATION 제조
이동상: A 용액: 0.1% 인산 용액, B 용액: 아세토니트릴
칼럼(Column) : SUMIPAX (등록 상표) ODS Z-CLUE (Sumika Chemical Analysis Service, Ltd. 제조), 내경 4.6 mm, 길이 100 mm, 입경 3μm
칼럼 온도: 40℃
유속: 1.0 mL/min
UV 파장: 250 nm
주입량: 10 μl
내부 표준 물질: 아세트아닐리드
타임 프로그램 (Time program):
가스 크로마토그래피 질량 분석기에 대한 측정 조건
측정 기기: Agilent MSD HP5973
칼럼: DB-1, 길이 30 m, 내경 250 μm, 필름 두께 0.25 μm
칼럼 온도: 50℃에서 300℃까지 10℃/min의 속도로 가열함, 이어서 300℃에서 5분 동안 유지함
헬륨 가스의 유속: 1.0 mL/min
주입량 : 1 μl
실시예 1
3-에틸술포닐-N-[2-히드록시-5-(플루오로술포닐)페닐]피콜린아미드 50 mg, 파라-톨루엔술폰산 일수화물 40 mg, 및 클로로벤젠 5 g을 혼합하고 질소 분위기 하에서 150℃에서 5시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 여기에 물 3g을 첨가하였고, 혼합물을 교반하고 분별 깔때기로 분리하였다. 얻어진 유기층을 황산 마그네슘으로 건조시키고 여과하였다. 여액을 농축건조하여 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(플루오로술포닐)벤즈옥사졸을 담황색(pale yellow) 고체로서 50 mg (순도 90%)의 수율로 얻었다.
1H-NMR(CDCl3) δ: 8.99(1H, d), 8.52(1H, dd), 8.50(1H, dd), 8.18(1H, dd), 7.41(1H, d), 7.29(1H, dd), 3.92(2H, q), 1.38(3H, t)
실시예 2
3-에틸술포닐-N-[2-히드록시-5-(플루오로술포닐)페닐]피콜린아미드 2.0 g, 파라-톨루엔술폰산 일수화물 1.0 g, 및 크실렌 10 g을 혼합하고, 혼합물을 질소 분위기 하에서 160℃로 가열하였고, 그 후 5시간 동안 환류교반 하였다. 반응 종료 후, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 여기에 물 10g을 첨가하였고, 혼합물을 교반하고 분별 깔때기로 분리하였다. 얻어진 유기층을 황산 마그네슘으로 건조시키고 여과하였다. 여액을 농축건조하여 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(플루오로술포닐)벤즈옥사졸을 얻었다.
실시예 3
질소 분위기 하에서, 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(플루오로술포닐)벤즈옥사졸 100 mg, 불화 칼륨 20 mg, 트리메틸실릴 트리플루오로메탄 120 mg, 및 테트라히드로푸란 2 g을 유리 가압 용기에 첨가하였고, 혼합물을 100℃에서 5시간 동안 교반하였다.
반응 혼합물을 고속 액체 크로마토그래피를 이용하여 내부 표준법으로 분석한 결과, 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(트리플루오로메틸술포닐)벤즈옥사졸의 수율은 60%로 확인되었다.
실시예 4
질소 분위기 하에서, 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(플루오로술포닐)벤즈옥사졸 50 mg, 불화 칼륨 10 mg, 트리메틸실릴 트리플루오로메탄 60 mg, 및 테트라히드로푸란 1 g을 플라스크에 첨가하였고, 혼합물을 50℃에서 30분 동안 교반하였다.
반응 혼합물을 고속 액체 크로마토그래피를 이용하여 내부 표준법으로 분석한 결과, 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(트리플루오로메틸술포닐)벤즈옥사졸의 수율은 39%로 확인되었다.
실시예 5
질소 분위기 하에서, 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(플루오로술포닐)벤즈옥사졸 50 mg, 불화 세슘 3 mg, 트리메틸실릴 트리플루오로메탄 39 mg, 및 테트라히드로푸란 1 g을 플라스크에 첨가하였고, 혼합물을 25℃에서 2시간 동안 교반하였다.
반응 혼합물을 고속 액체 크로마토그래피를 이용하여 내부 표준법으로 분석한 결과, 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(트리플루오로메틸술포닐)벤즈옥사졸의 수율은 79%로 확인되었다.
비교예 1
질소 분위기 하에서, 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(플루오로술포닐)벤즈옥사졸 50 mg, 트리스(디메틸아미노)술포늄 디플루오로트리메틸실란 4 mg, 트리메틸실릴 트리플루오로메탄 40 mg, 및 테트라히드로푸란 1 g을 플라스크에 첨가하였고, 혼합물을 25℃에서 2시간 동안 교반하였다.
반응 혼합물을 고속 액체 크로마토그래피를 이용하여 내부 표준법으로 분석한 결과, 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(트리플루오로메틸술포닐)벤즈옥사졸의 수율은 5%로 확인되었다.
참고 제조예 1
질소 분위기 하에서, 3-아미노-4-히드록시벤젠술포닐 플루오라이드 500 mg, 3-에틸술포닐-2-피리딘 카르보닐 클로라이드 615 mg, 및 테트라히드로푸란 5 g을 플라스크에 첨가하였고, 혼합물을 60℃에서 2시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 실온까지 냉각한 후, 반응 용액에 물 10 g 및 아세트산 에틸 10 g을 첨가하였고, 반응 혼합물을 교반하고 분별 깔때기로 분리하였다. 얻어진 유기층을 물 10g으로 세정한 후, 황산 마그네슘으로 건조시키고 여과하였다. 유기층을 농축시켜 조 생성물(crude product)을 수득하였고, 조 생성물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피를 사용하여 정제하여 3-에틸술포닐-N-[2-히드록시-5-(플루오로술포닐)페닐]피콜린아미드를 얻었다.
1H-NMR(CDCl3) δ: 10.00(1H, s), 8.82(1H, s), 8.71(1H, d), 7.99(1H, d), 7.55(1H, dd), 7.49(1H, d), 6.99(1H, d), 3.90(2H, q), 1.20(3H, t)
참고 제조예 2
질소 분위기 하에서, 3-아미노-4-히드록시벤젠술포닐 플루오라이드 1.2 g, 50%의 3-에틸술포닐-2-피리딘 카르보닐 클로라이드를 포함하는 크실렌 용액 3.0 g, 및 테트라히드로푸란 5 g을 플라스크에 첨가하였고, 혼합물을 60℃에서 2시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 실온까지 냉각한 후, 반응 용액에 물 10 g 및 아세트산 에틸 30 g을 첨가하였고, 반응 혼합물을 교반하고 분별 깔때기로 분리하였다. 얻어진 유기층을 물 10g으로 세정한 후, 황산 마그네슘으로 건조시키고 여과하였다. 유기층을 농축시켜 조 생성물로서 3-에틸술포닐-N-[2-히드록시-5-(플루오로술포닐)페닐]피콜린아미드 2.0 g을 얻었다.
산업상 이용가능성
본 발명에 따르면, 2-(3-에틸술포닐피리딘-2-일)-5-(퍼플루오로알칸술포닐)벤즈옥사졸 화합물을 제조할 수 있다.
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