PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCION DE FLUORALQUENIL-SULFONAS HETEROCICLICAS
Campo de la invención ' La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de flúoralquenilsulfonas heterocíclicas y de flúoralquenilsulfóxidos a partir de los flúoralqueniltioéteres correspondientes . Antecedentes de la invención Hasta el presente se han preparado las flúoralquenilsulfonas heterocíclicas, tal como por ejemplo el 5-cloro-2 - [(3,4, 4-triflúor-3 -butenil) -sulfonil] -1 , 3-tiazol , que se han descrito como agentes pesticidas por ejemplo en las publicaciones WO 01/02378, US 3,513,172, US 3,697,538 o WO 95/24403, por regla general mediante oxidación del tioéter con peróxido de hidrógeno/ácido acético glacial a 55-60 °C/6 horas con rendimientos del 75% (véase por ejemplo la publicación WO 01/02378) . En este caso la oxidación del sulfuro para dar la sulfona transcurre en dos etapas . En una primera etapa se oxida el sulfuro (el tioéter) para dar el sulfóxido. En una segunda etapa se oxida de nuevo el sulfóxido para dar la sulfona.
Sulfuro Sulfóxido Sulfona. REF: 161021 La oxidación del sulfuro para dar el sulfóxido con los procedimientos conocidos se lleva a cabo en este caso de forma relativamente f cil. La oxidación ulterior del sulfóxido para dar la sulfona transcurre, por el contrario, solo lentamente y de manera forzada y requiere condiciones más enérgicas, tal como por ejemplo una temperatura elevada y tiempos de reacción mayores, pudiéndose producir pérdidas de rendimiento evidentes e indeseables como consecuencia de las reacciones de descomposición y de las reacciones secundarias . El empleo de los procedimientos de oxidación usuales, conocidos hasta ahora, con peróxido de hidrógeno así como, en caso dado, con ácido fórmico o con ácido acético, en caso dado en presencia de catalizadores de molibdato o de wolframato (EP-A1-0 926 143; US 5,965,737; US 6,031,108; Tetrahedron (2001), 57, 2469; Spec. Publ. - R. Soc. Chem. (2001), 260, 47) condujeron, por regla general, especialmente a oxidaciones indeseadas del doble enlace del resto butenilo halogenado y a su descomposición por oxidación. Además se acumulan considerables riegos de explosión. Sumario de la invención La tarea de la presente invención consistía, por lo tanto, en poner a disposición un procedimiento para la obtención por oxidación de 2- (3-butenilsulfonil) -1, 3-tiazoles halogenados a partir de sus sulfuros, que evitase las pérdidas de rendimiento mediante las reacciones de descomposición y debido a las reacciones secundarias tales como por ejemplo la oxidación del doble enlace del resto butenilo y que, además, en desarrollar un procedimiento para la obtención de los compuestos deseados que no estuviese relacionado con riesgos de seguridad. Descripción detallada de la invención Sorprendentemente se ha encontrado ahora, que el empleo de sales del ácido peroxomonosulfúrico de la fórmula H2S05, tal como por ejemplo el hidrógenoperoxo-monosulfato de potasio, KHS05, a modo de agente oxidante permite el empleo de condiciones especialmente suaves. Se han acreditado como especialmente adecuados por ejemplo Oxone® y Caroat®. Además debe considerarse como sorprendente que la segunda etapa de la oxidación del sulfóxido para dar la sulfona, tras neutralización de la mezcla, discurre exactamente sin problemas como la primera etapa. Debe considerarse especialmente como inesperado que no se haya podido observar una oxidación digna de consideración del doble enlace del resto de triflúorbutenilo, lo cual es especialmente problemático en el caso de los procedimientos conocidos. Asi pues, el objeto de la presente invención es un procedimiento para la obtención de compuestos de la fórmula
en la que R1 significa hidrógeno o flúor, y Het significa un heterociclo elegido entre el grupo siguiente de heterociclos :
donde R2 significa hidrógeno, halógeno, alquilo con 1 a 4 átomos de carbono o halogenoalquilo con 1 a 4 átomos de carbono, significa hidrógeno, halógeno, así como alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, alcoxi con 1 a 4 átomos de carbono, alquiltio con 1 a 4 átomos de carbono, alquilsulfinilo con 1 a 4 átomos de carbono, alquilsulfonilo con 1 a 4 átomos de carbono, alcoxi-carbonilo con 1 a 4 átomos de carbono, alcoxi con 1 a 4 átomos de carbono-alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, alquiltio con 1 a 4 átomos de carbono-alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, carboxi, alquilamino con 1 a 4 átomos de carbono-carbonilo, cicloalquilo con 3 a 6 átomos de carbono-aminocarbonilo, dialquilo con 1 a 4 átomos de carbono-aminocarbonilo, alquenilo con 2 a 4 átomos de carbono, alqueniltio con 2 a 4 átomos de carbono, alquenilsulfinilo con 2 a 4 átomos de carbono o alquenilsulfonilo con 2 a 4 átomos de carbono substituidos, respectivamente, en caso dado por halógeno, por metilo, por etilo, por n- o i-propilo o por n- , i-, s- o t-butilo, por metoxi, por etoxi, por n- o i-propoxi o por n- , i-, s- o t-butoxi, significa alquilo con 1 a 8 átomos de carbono, alquenilo con 2 a 6 átomos de carbono, haloalquilo con 1 a 4 átomos de carbono, alcoxi con 1 a 4 átomos de carbono-alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, alquiltio con 1 a 4 átomos de carbono-alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, cicloalquilo con 3 a 8 átomos de carbono o significa fenilo o bencilo, substituidos respectivamente, en caso dado, por halógeno, por alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, por alcoxi con 1 a 4 átomos de carbono, por alquiltio con 1 a 4 átomos de carbono o por halógenoalquilo con 1 a 4 átomos de carbono, significa 1, 2 o 3, significa oxígeno o azufre, e significa metileno substituido en caso dado una o dos veces, de forma igual o de formas diferentes, pudiéndose citar de manera ej emplificativa como substituyentes : alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, alquenilo con 2 a 4 átomos de carbono o alquinilo con 2 a 4 átomos de carbono, substituidos respectivamente, en caso dado, por halógeno, por alcoxi con 1 a 4 átomos de carbono, por alquiltio con 1 a 4 átomos de carbono, por halógenoalcoxi con 1 a 4 átomos de carbono o por halógenoalquiltio con 1 a 4 átomos de carbono, así como significa fenilo substituido en caso dado de una a tres veces, de forma igual o de formas diferentes, pudiéndose citar de manera e emplificativa como substituyentes: halógeno, ciano, nitro, alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, alcoxi con 1 a 4 átomos de carbono, alquiltio con 1 a 4 átomos de carbono, halógenoalquilo con 1 a 4 átomos de carbono, halógenoalcoxi con 1 a 4 átomos de carbono o halógenoalquiltio con 1 a 4 átomos de carbono, se hace reaccionar un compuesto de la fórmula (III)
en la que R1 y Het tienen el significado anteriormente indicado, con una sal del ácido peroxomonosulfúrico, H2SO5, en caso dado en presencia de un agente auxiliar de la reacción y, en caso dado, en presencia de un diluyente. Las definiciones preferentes de los compuestos de la fórmula (I) , que se preparan con el procedimiento según la invención, se citan a continuación: Preferentemente, R1 significa flúor. Preferentemente, Het significa un heterociclo elegido del grupo siguiente de heterociclos :
Preferentemente , significa hidrógeno, flúor o cloro. Preferentemente , significa hidrógeno, flúor, cloro, así como metilo, etilo, n- o i-propilo, n- , i-, s- o t-butilo, metoxi, etoxi, n- o i-propoxi, n- , i-, s- o t-butoxi, metiltio, etiltio, n- o i-propiltio, n- , i-, s- o t-butiltio, metilsulfinilo, etilsulfinilo, metilsulfonilo, etilsulfonilo, metoxicarbonilo, etoxicarbonilo, n- o i-propoxicarbonilo, n- , i-, s- o t-butoxicarbonilo, metoximetilo, metoxietilo, etoximetilo, etoxietilo, metiltiometilo, metiltioetilo, etiltiometilo, etiltioetilo, carboxi, metilaminocarbonilo, etilaminocarbonilo, n- o i-propilaminocarbonilo, ciclopropilaminocarbonilo, ciclobutilaminocarbonilo, ciclopentilaminocarbo-nilo, ciclohexilaminocarbonilo, dimetilaminocarbonilo, dietilaminocarbonilo, etenilo, propenilo o butenilo, substituidos respectivamente, en caso dado, por flúor, por cloro, por metilo, por etilo, por n- o i-propilo o por n- , i-, s- o t-butilo, por metoxi, por etoxi, por n- o i-propoxi o por n-, i-, s- o t-butoxi . Preferentemente, significa metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso-butilo, tere . -butilo, n-pentilo, ciclopropilo, ciclopentilo, ciclohexilo, 2-cloroetilo, 2 , 2 , 3 , 3 , 3-pentaflúorpropilo, 2, 2 , 2-triflúoretilo, 3-bromopropilo, 2-metoxietilo, 2-etoxietilo, 2-metiltioetilo; alilo, 2-butenilo o significa fenilo o bencilo substituidos respectivamente, en caso dado, una o dos veces, de forma igual o de formas diferentes por flúor, por cloro, por bromo, por metilo, por etilo, por so-propilo, por triflúormetilo, por metoxi o por metiltio . Preferentemente, significa 1 o 2. Preferentemente, significa oxígeno. Preferentemente, significa metileno substituido en caso dado una o dos veces, de forma igual o de formas diferentes, pudiéndose citar de manera ejemplificativa a modo de substituyentes : metilo, etilo o significa fenilo substituido en caso dado una o dos veces, de forma igual o de formas diferentes, pudiéndose citar de manera ej emplificativa a modo de substituyentes: flúor, cloro, metilo, metoxi, triflúormetilo, ciano o nitro. De forma especialmente preferente, significa un heterociclo elegido del grupo siguiente de heterociclos :
De forma especialmente preferente, significa hidrógeno. Preferentemente, significa hidrógeno, flúor o cloro. De forma especialmente preferente, significa 1. De forma especialmente preferente, significa metileno, substituido en caso dado una o dos veces, de forma igual o de formas diferentes por metilo o por etilo, o significa fenilo substituido en caso dado una o dos veces, de forma igual o de formas diferentes, por flúor, por cloro, por metilo, por metoxi, por triflúormetilo, por ciano o por nitro. En el caso más preferente, significa el siguiente heterociclo:
En el caso más preferente, significa cloro. El procedimiento según la invención puede representarse -li¬
esquemáticamente por ejemplo de la manera siguiente:
(I) El procedimiento según la invención conduce a elevados rendimientos, pudiéndose separar por cristalización de la mezcla de la reacción, tras la elaboración, el producto deseado sin purificación adicional. Una destilación o una cromatografía ya o son necesarias, lo cual tiene igualmente un efecto positivo sobre el rendimiento. Las etapas del procedimiento según la invención pueden llevarse a cabo respectivamente de manera directamente sucesiva entre si o también pueden llevarse a cabo respectivamente de manera individual, pudiéndose purificar también el producto correspondiente. Preferentemente se empleará el procedimiento según la invención para la obtención de las sulfonas de la fórmula (I) a partir de los sulfuros de la fórmula (III) . El procedimiento según la invención puede emplearse, igualmente, para la obtención de sulfóxidos de la fórmula (II),
en la que R1 y Het tienen el significado anteriormente indicado, a partir de compuestos de la fórmula (III) . En este caso debe tenerse en cuenta que el valor del pH, durante la oxidación del sulfuro para dar el sulfóxido, debe mantenerse en 1 hasta 3. Del mismo puede emplearse el procedimiento según la invención para la obtención de compuestos de la fórmula (I) a partir de compuestos de la fórmula (II) . En este caso se requiere un valor del pH de 6 hasta 10, preferentemente de 8 hasta 9 (véanse los ejemplos de obtención) . El procedimiento según la invención requiere, para la obtención de la sulfona a partir del sulfuro, tras la oxidación para dar el sulfóxido, en una primera etapa, un aumento del valor del pH, que debe encontrarse durante la reacción a un valor de 6 a 10, preferentemente de 8 hasta 9 (control del pH) . En este caso puede aumentarse el valor del pH bien después de la realización de la primera etapa (obtención del sulfóxido) o incluso ya durante la adición de la primera porción de la sal de potasio o bien del Oxone® para dar el sulfuro mediante la adición de bases (véanse también los ejemplos de obtención) . Como bases pueden emplearse todos los hidróxidos alcalinos y alcalinotérreos usuales, o los carbonatos alcalinos y alcalinotérreos, las aminas, etc. Preferentemente se emplean NaOH, KOH, K2C03 o Na2C03. De forma especialmente preferente se emplea NaOH. Los peróxidos, eventualmente presentes en la carga de la reacción, deben destruirse durante la elaboración por motivos de seguridad. Por lo tanto es importante verificar durante la elaboración la presencia de peróxidos, por ejemplo con un Perex-Test® . Los compuestos, empleados en el procedimiento según la invención, para la obtención de los compuestos de la fórmula (I) y de la fórmula (II) están caracterizados, en general, por medio de las fórmulas (II) y (III) . Los compuestos de las fórmulas (II) y (III) , en las cuales R1 significa flúor, son compuestos conocidos y se describen por ejemplo en las publicaciones WO 95/24403, WO 01/02378, O 01/66529, O 02/06259, WO 02/06257, WO 02/06256 y WO 02/06260 y pueden prepararse por ejemplo según los. procedimientos allí indicados. Los compuestos de las fórmulas (II) y (III), en las cuales R1 significa H, se han descrito por ejemplo en la publicación WO 95/24403 y pueden prepararse según el procedimiento allí indicado. Como sal preferente del ácido peroxomonosulfúrico se utiliza el hidrógenoperoxomonosulfato de potasio KHS05 (CAS-RN 10058-23-8) . El KHS05 se utiliza en su forma estable en forma de sal triple de la fórmula 2 KHS05 . KHS04 . K2S04 (5:3:2:2) (CAS-RN 70693-62-8) . De manera especialmente preferente se emplearán en el procedimiento según la invención Oxone® o Caroat®, debiéndose señalar especialmente el Oxone® como agente oxidante . El Oxone® es conocido como agente oxidante para los sulfuros (por ejemplo en las publicaciones R. J. Kennedy, A.M. Stock, J". Org. Chem. (1960), 25, 1901; J. Leonard et al., Synthesis (1999), 507; K.S. Webb, Tetra edron Lett. (1994) , 35, 3457) . De este modo pueden oxidarse por ejemplo episulfuros con Oxone® para dar episulfonas ("The First Preparation of Episulfones from Episulfides: Oxidation Using Oxone®/ Tetrafluoroacetone" , P. Johnson and J.K. Tailor Tetrahedron Lett. (1997) 38, 5873) . El componente activo del Oxone® es el hidrógeno peroxomonosulfato de potasio anteriormente citado KHS05, [K+ O-S (=0) 2 (-OOH) ] , conocido también como monopersulfato de potasio, que puede obtenerse en forma de sal triple de la fórmula 2 KHS05 . KHS04 . K2S04 (5:3:2:2), por ejemplo bajo los citados nombres comerciales Caroat® o Oxone®. La sal de monopotasio se utiliza por ejemplo como agente de blanqueo y agente oxidante en agentes para la limpieza. El procedimiento según la invención, para la obtención de los compuestos de la fórmula general (I) o bien de la fórmula general (II) se llevan a cabo, preferentemente, con empleo de diluyentes . Como diluyentes para la realización del procedimiento según la invención entran en consideración, además de agua, ante todo disolventes miscibles con agua, por ejemplo cetonas, tal como acetona, nitrilos, tales como acetonitrilo, propionitrilo o butironitrilo; alcoholes, tales como metanol, etanol, n- o i-propanol, etilenglicolmonometiléter, etilenglicolmonoetiléter, dietilenglicolmonometil-éter, dietilenglicolmonoetileter, ácidos carboxilícos tales como ácido fórmico, ácido acético glacial o sus mezclas, éteres tales como tetrahidrofurano o dioxano, sin embargo también disolventes orgánicos inertes, no miscibles con agua, debiendo estar presentes catalizadores para la transferencia de fases. A éstos pertenecen los hidrocarburos alifáticos, alicíclicos o aromáticos, en caso dado halogenados, tales como por ejemplo bencina, benceno, tolueno, xileno, clorobenceno, diclorobenceno, butanona o metil-isobutil-cetona ; éter de petróleo, hexano, ciclohexano, dielorómetaño, cloroformo, tetracloruro de carbono; éteres, tales como dietiléter, diisopropiléter, 2-metil-tetrahidrofurano, metil-t-butiléter o etilenglicoldimetil- o -dietiléter; esteres tales como acetato de etilo o acetato de isopropilo. Los disolventes miscibles con agua preferentes son el acetonitrilo, la acetona, los alcoholes, especialmente el metanol, el etanol, el n- o i-propanol, el dioxano, el tetrahidrofurano, o los ácidos carboxilícos anteriormente citados. Un disolvente preferente, no miscible con agua, es por ejemplo el tolueno en presencia de un catalizador para la transferencia de fases . De forma especialmente preferente se emplearán los alcoholes citados a modo de disolventes. Como catalizadores para la transferencia de fases entran en consideración por ejemplo bromuro de tetrabutilamonio, cloruro de tetrabutilamonio, cloruro de tetraoctilamonio, hidrógenosulfato de tetrabutilamonio, cloruro de metil-trioctilamonio, cloruro de hexadecil-trimetilamonio, bromuro de hexadecil-trimetilamonio, cloruro de bencil-trimeti1amonio, cloruro de bencil-trietilamonio, hidróxido de bencil-trimetilamonio, hidróxido de bencil-trietilamonio, cloruro de bencil-tributilamonio, bromuro de bencil-t ibuti1amonio, bromuro de tetrabutilfosfonio, cloruro de tetrabutilfosfonio, bromuro de tributil-hexadecilfosfonio, cloruro de butil-trifenilfosfonio, bromuro de etil-trioctilfosfonio o bromuro de tetrafenilfosfonio . Especialmente entran en consideración los correspondientes hidrógenosulfatos de los catalizadores para la transferencia de fases . La reacción puede llevarse a cabo dentro de un intervalo de temperaturas relativamente grande, preferentemente a temperaturas comprendidas entre -20°C y 150°C. Preferentemente se emplearán temperaturas comprendidas entre 0°C y 40°C. Los intervalos preferentes de las temperaturas pueden verse también en el ejemplo de obtención. El valor del pH debe elegirse con relación al producto final deseado en cada caso (sulfoxido o sulfona) . Para la obtención del sulfoxido a partir del sulfuro debe encontrarse el valor del pH entre 1 y 3. Para la obtención de la sulfona a partir del sulfoxido, el valor del pH debe aumentarse a 6 hasta 10. Preferentemente se encuentra entre 8 y 9. El valor del pH puede aumentarse ya durante la adición de la primera porción de la solución de Oxone® mediante la adición de bases, cuando deba transformarse el sulfuro en la sulfona. Los procedimientos, según la invención, se llevan a cabo, en general, bajo presión normal. Sin embargo es posible también llevar a cabo los procedimientos, según la invención, bajo presión más elevada o a presión más reducida -en general comprendida entre 0,1 bar y 50 bares, preferentemente comprendida entre 1 y 10 bares-. En la realización del procedimiento según la invención se emplean preferentemente, para la obtención de un mol de un compuesto de la fórmula (I) , al menos un mol de un compuesto de la fórmula (III) y, al menos, 2 moles de una sal del ácido peroxomonosufúrico . El Oxone® puede emplearse por ejemplo -según la temperatura - en forma de una solución acuosa hasta el 25-35%. La elaboración se lleva a cabo según métodos usuales (véanse los ejemplos de obtención) .
En una forma preferente de realización del procedimiento según la invención para la obtención de los compuestos de las fórmulas (I) y (II) , se agita un compuesto de la fórmula (III) en disolvente, preferentemente en uno de los disolventes anteriormente citados, de forma especialmente preferente en un alcohol, tras la adición lenta de una solución acuosa de hidrógenoperoxomonosulf to de potasio, preferentemente de Oxone®. A continuación se ajusta el valor del pH preferentemente con NaOH preferentemente a un valor de 8 hasta 9 y se añade de nuevo una solución acuosa de hidrógenoperoxomonosulfato de potasio, preferentemente de Oxone® y se continúa agitando durante un cierto tiempo, manteniéndose el pH todavía a un valor de 8 hasta 9. A continuación se separa de las sales mediante filtración por succión y se purifica el producto deseado según los métodos usuales . La obtención de los compuestos de la fórmula (I) o bien de los compuestos de la fórmula (II) puede verse también por ejemplo siguiente, que ilustra adicionalmente las etapas del procedimiento anteriormente descritas. Sin embargo el ejemplo no debe ser interpretado de una manera limitativa. Ej emplos . Ejemplo 1. Obtención del 5-cloro-2- [ (3 , 4 , 4-triflúor-3 -butenil) sulfonil] -1, 3-tiazol. Se disponen 26 g (0,1 mol) del 5-cloro-2- [ (3 , 4 , 4-triflúor-3-butenil) sulfanil] -1, 3-tiazol en 250 mi de metanol y se añade, gota a gota, bajo agitación, a 5°C, una solución de 33,9 g de Oxone® en 125 mi de agua, en el transcurso de 30 minutos. A continuación se agita la suspensión blanca, a 20 °C, durante 1,5 horas. Para completar la primera etapa de la reacción (obtención del sulfóxido) se añaden de nuevo 1,7 g de Oxone® y se agita durante otros 30 minutos. A continuación se refrigera de nuevo hasta 5°C, se ajusta un pH de 8-9 con MaOH 4 N y se añade, gota a gota, en el transcurso de 30 minutos, una solución de 33,9 g de Oxone en 125 mi de agua, manteniéndose todavía el pH en un valor de 8-9. El consumo total de NaOH 4 N es de 70 mi aproximadamente (2,54 equivalentes referido al Oxone®). A continuación se agita, bajo control del pH, durante 60 minutos a 20 °C, se añade de nuevo 1 g de Oxone® y se agita durante otros 20 minutos . Se separa de las sales mediante filtración por succión, se lava el residuo blanco dos veces con 30 mi, cada vez, de metanol, el filtrado se agita con 25 mi de solución de bisulfito de sodio y se ensaya con respecto a los peróxidos. A continuación se elimina del filtrado la parte del metanol por destilación en vacío. La fase orgánica del residuo bifásico, que contiene agua, se separa y la fase acuosa se extrae de nuevo tres veces con acetato de etilo. Las fases orgánicas reunidas se ensayan con respecto al peróxido, se secan con sulfato de sodio y se concentran por evaporación. Se obtienen 27,6 g (92,2% de la teoría) de un aceite amarillento, que, tras raspado y refrigeración cristaliza y tiene un punto de fusión de 34 °C. El contenido (HPLC frente al patrón) es del 97,6%. Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.