KR900000553B1 - 3,4-디치환-벤조티아졸-2-온 유도체의 새로운 제조방법 - Google Patents

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Description

3,4-디치환-벤조티아졸-2-온 유도체의 새로운 제조방법
본 발명은 다음 구조식(I)로 표시되는 3,4-디치환-벤조티아졸-2-온 유도체(이하 ＂벤조티아졸론 유도체＂라고 함)의 새로운 제조방법에 관한 것이다.
Figure kpo00001
여기서 R1은 Cl, Br, F 또는 메틸기이며, R2는 메틸기 또는 에틸기이다.
벤조티아졸론 유도체는 벼의 도열병(피리쿨라리아오리자에) 및 줄기 부패병(헬민토스포리움 시그모이데움)을 방제하는데 특히 효과적이고, 잎, 뿌리 및 토양의 어느 하나에 의해서도 적용될 수 있는 특징을 갖는다. 또한 기존의 살균제보다 방제가 빠르고 지속성이 긴 매우 강한 약효를 가지며, 온혈동물(예를들면, 생쥐, 쥐, 병아리) 및 어류(예를들면 잉어, 북미산 작은 물고기)에 대해 극히 낮은 독성을 나타내고 생물체내에 유독성이 거의 남지 않는다.
이제까지 알려진 벤조티아졸론 유도체의 제조방법으로서 독일 연방 공화국 공개 특허 제2924712호는 하기 일반식(II)의 4-치환-2-아미노벤조티아졸을 디아조화하여 일반식(III)의 4-치환-2-할로벤조티아졸을 만든후 저급알콜과 염기성 축합제 존재하에서 반응하여 일반식(IV)의 4-치환-2-알콕시벤조티아졸을 만든 다음 촉매를 이용하여 열전위시켜 일반식(I)의 벤조티아졸론 유도체를 합성한다.
Figure kpo00002
Figure kpo00003
상기식에서 R1,R2는 상기에서 정의한 바와같고 X는 Cl 또는 Br이다. 또한 일본 공개 특허 제82-6953호 및 82-6972호는 하기 일반식(V)의 2-치환-N-알킬아닐린을 삼급염기 존재하에서 하기 일반식(VI)의 클로로카보닐설페닐클로라이드와 반응하여 하기 일반식(VII)의 설페닐클로라이드 유도체를 만든후 이를 알루미늄클로라이드나 진한 황산에서 폐환 반응시켜 일반식(I)의 벤조티아졸 유도체를 합성한다.
Figure kpo00004
그러나 이들의 방법들은 다단계 반응으로서 반응시간이 장시간 소요될 뿐 아니라, 조작이 어려우며, 수율이 70-80%로 낮아 공업적 규모로 실시하기 어려운 단점이 있다.
또한 본 발명자에 의하여 출원된 방법(대한 민국 출원 제86-4682호, 제86-5387호)에 의하면, 하기 일반식(VIII)의 4-치환-2-아미노벤조티아졸 유도체를 출발물질로 하여 산 또는 염기 촉매하에서 알킬화제와 반응하여 일반식(IX) 또는 일반식(X)의 4급염을 만든후 이를 가수분해하여 일반식(I)의 벤조티아졸론 유도체를 합성한다.
Figure kpo00005
상기에서 R1, R2는 상기에서 정의한 것과 동일하고, R3와 R4는 상이하거나 동일하게 수소, C1-C4의 알킬기, C4-C12의 싸이클로알킬기, 또는 산소나 질소가 포함된 싸이클로알킬기이고, Y는 요오드, 브롬, 염소 또는 알킬화제 이온이다.
본 발명자는 계속된 연구결과 기존의 방법보다 고수율(90-97%), 고순도(95%이상)로 용이하게 일반식(I)화합물을 합성할 수 있는 새로운 방법을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다.
즉, 본 발명은 일반식(II)의 4-치환-2-아미노벤조티아졸 유도체를 산촉매 존재하에서 DMF(N,N-디메틸포름아미드) 및 알킬화제와 반응시켜 일반식(XI)의 3,4-디치환-2-포름이미도(2,3-디하이드로) 벤조티아졸 유도체를 만든후, 이를 가수분해시킴을 특징으로 하는 일반식(I)의 3,4-디치환-벤조티아졸-2-온 유도체의 제조방법이다.
Figure kpo00006
Figure kpo00007
Figure kpo00008
상기식에서 R1, R2는 상기에서 정의한 것과 동일하다.
본 발명의 방법에 의한 반응경로를 표1에 도시하여 설명하면 다음과 같다.
[표 1]
반응경로
Figure kpo00009
Figure kpo00010
일반식(II)의 4-치환-2-아미노벤조티아졸 유도체가 DMF에 의해 포르밀화된 후 알킬화되어 일반식(XI)의 3,4-디치환-2-포름이미도(2,3-디하이드로)벤조티아졸 유도체가 제조된다. 이어서 일반식(XI)화합물이 가수분해되어 일반식(XII)의 3,4-디치환-2-이미노벤조티아졸 유도체와 목적화합물인 일반식(I)의 3,4-디치환-벤조티아졸-2-온 유도체가 된다.
이때 일반식(XII)의 3,4-디치환-2-이미노벤조티아졸 유도체는 다시 포르밀화되고 가수분해되는 반복 과정을 통해 모두 일반식(I)의 목적화합물이 된다. 이때 사용한 알킬화제는 DMF를 활성화시켜 포르밀화를 촉진시킨다.
본 발명의 출발물질인 일반식(II)의 4-치환-2-아미노 벤조타아졸 유도체는 공지방법[J, Hetorocyclic chem., 17, 1325(1980)]에 의해 제조할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 산촉매는 염산, 황산, 브롬산, 질산과 같은 무기산이나 포름산, 초산, 옥살산, p-톨루엔설폰산과 같은 유기산을 사용할 수 있다. 그 사용량은 일반식(II) 화합물에 대해 0.1-5.0몰 배이다.
또한 본 발명에서 사용되는 용매인 DMF(N,N-디메틸포름아미드)의 사용량은 일반식(II)화합물 1몰당 1-10l이다. 또한 본 발명 반응에서 사용되는 알킬화제로는 요오드메탄, 요오도에탄, 브로모메탄, 브로모에탄, 클로로메탄, 클로로에탄, 디메틸 설페이트, 디에틸설페이트, 트리메틸포스페이트 및 트리에틸포스페이트이며, 그 사용량은 일반식(II) 화합물의 1.0-10.0몰배이고 바람직하게는 2.0-5.0몰배이다.
또한 반응온도는 0℃이상이며, 바람직하게는 실온 내지 153℃이내에서 반응시킨다. 반응에 사용되는 물의 양은 일반식(II)화합물의 1.0몰배 이상이며, 좋게는 1.0-5.0몰배이다.
이하 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다.
[실시예 1]
4-클로로-3-메틸벤조티아졸-2-온의 제조
2-아미노-4-클로로벤조티아졸 18.47g(0.10몰)을 300㏄의 N,N-디메틸포름아미드(DMF)에 녹이고 P-톨루엔설폰산 9.51g(0.05몰) 및 디메틸설페이트 50.45g(0.40몰)을 넣고 가열한다. 이어서 135℃에서 6시간 교반후 4-클로로-3-메틸-2-포름 이미도(2,3-디하이드로)벤조티아졸이 생성되면 계속하여 1.8g(0.01몰)의 물을 넣고 6시간동안 환류시켜 반응을 완결시킨다.
N,N-디메틸포름아미드를 증류에 의해 제거한 후 냉각하여 가성소오다수로 중화하고 톨루엔으로 추출한다. 그후 유기층을 감압증류하여 용매를 제거하여 생긴 흰 고체를 에탄올로 재결정하여 흰 침상고체의 목적화합물 19.53g을 얻는다.
수율 : 96.1%, 순도 : 98.2%
[실시예 2]
4-클로로-3-에틸벤조티아졸-2-온의 제조
2-아미노-4-클로로벤조티아졸 18.47g(0.10몰)을 250㏄의 N,N-디메틸포름아미드에 녹이고 포름산 4.60g(0.1몰) 및 디메틸설페이트 46.25g(0.3몰)을 넣고 가열한다. 130℃에서 4시간 교반한 후 4-클로로-3-에틸-2-포름 이미도(2,3-디하이드로) 벤조티아졸이 생성되면 계속하여 3.60g(0.20몰)의 물을 넣고 8시간 환류시켜 반응을 완결시킨다. 그후, 실시예1과 동일한 방법을 수행하여 목적화합물 19.95g을 얻는다.
수율 : 90.9%, 순도 : 97.3%
[실시예 3]
3,4-디메틸벤조티아졸-2-온의 제조
2-아미노-4-메틸벤조티아졸 16.42g(0.10몰)을 N,N-디메틸포름아미드 250㏄에 녹이고 p-톨루엔설폰산 9.51g(0.05몰)과 디메틸설페이트 50.45g(0.40몰)을 넣고 가열한다. 135℃에서 5시간 교반한 후 3,4-디메틸-2-포름 이미도(2,3-디하이드로) 벤조티아졸이 생성되면 계속하여 1.8g(0.10몰)의 물을 넣고 5시간 환류시켜 반응을 완결시킨다. 그후 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 목적화합물 17.44g을 얻는다.
수율 : 94.3%, 순도 : 96.8%
[실시예 4]
4-브로모-3-메틸벤조티아졸-2-온의 제조
2-아미노-4-브로모벤조티아졸 22.97g(0.10몰)을 300㏄의 N,N-디메틸포름아미드에 녹이고 황산 4.90g(0.05몰)과 트리메틸포스페이트 28.02g(0.20몰)을 넣고 가열한다. 135℃에서 4시간 교반시킨 후 4-브로모-3-메틸-2-포름 이미도(2,3-디하이드로) 벤조티아졸이 생성되면 계속하여 3.60g(0.20몰)의 물을 넣고 10시간 환류시켜 반응을 완결시킨다. 그후 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 목적화합물 22.49g을 얻는다.
수율 : 90.1%, 순도 : 97.8%
[실시예 5]
4-플루오로-3-메틸벤조티아졸-2-온의 제조
2-아미노-4-플루오로벤조티아졸 16.88g(0.10몰)을 200㏄의 N,N-디메틸포름아미드에 녹이고 포름산 4.60g(0.10몰) 및 디메틸설페이트 50.45g(0.40몰)을 넣고 130℃에서 4시간 교반하면 4-플루오로-3-메틸-2-포름아미도(2,3-디하이드로)벤조티아졸이 생성되면 계속하여 1.80g(0.10몰)의 물을 넣고 10시간 환류하여 반응을 완결시킨다. 그후 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적화합물 17.60g을 얻는다.
수율 : 92.6%, 순도 : 96.4%

Claims (3)

  1. 일반식(II)의 4-치환-2-아미노벤조티아졸 유도체를 산촉매 존재하에서 N,N-디메틸포름아미드(DMF) 및 알킬화제와 반응시켜 일반식(XI)의 3,4-디치환-2-포름이미도(2,3-디하이드로)벤조티아졸 유도체를 만든후 이를 가수분해시킴을 특징으로 하는 일반식(I)의 3,4-디치환-벤조티아졸-2-온 유도체의 제조방법.
    Figure kpo00011
    Figure kpo00012
    Figure kpo00013
    상기식에서 R1은 불소, 염소, 브롬 또는 메틸기이며, R2는 메틸기 또는 에틸기이다.
  2. 제1항에서, 산촉매가 브롬산, 염산, 황산, 질산, 포름산, 초산, 옥살산, P-톨루엔설폰산임을 특징으로 하는 일반식(I)의 3,4-디치환-벤조티아졸-2-온 유도체의 제조방법.
  3. 제1항에서, 알킬화제가 디메틸설페이트, 디에틸설페이트, 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스페이트, 요오도메탄, 요오도에탄, 브로모메탄, 브로모에탄, 클로로메탄, 클로로에탄임을 특징으로 하는 일반식(I)의 3,4-디치환-벤조티아졸-2-온 유도체의 제조방법.
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