TW200301258A - Process for the preparation of organic compounds - Google Patents

Description

玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種製備[1，4,5]-氧雜二氮呼之新穎方法 和其作爲製備四氫卩比哩啉二酮（tetrahydropyrazolodione)類型 除草劑的中間物之用途。 【先前技術】 根據PL 123646和SU 784 264，[1，4,5]-氧雜二氮呼係藉 由於作爲溶劑的DMFA中反應各種N，N’-二乙醯化胼與 2,2’-二氯二乙醚而製得。 令人驚訝地，已發現當N，N’-二醯基肼形成對應4,5-二 醯基-[1，4,5]-氧雜二氮呼之反應和其進一步形成[1，4,5]-氧雜 二氮呼之反應在某些有機極性溶劑中進行時，可顯著改良 [M,5]-氧雜二氮呼衍生物之製備的產率和純度。 【發明內容】 本發明因此係有關一種製備[M，5]-氧雜二氮呼衍生物 之方法，其係藉由（1)N，N，-二醯基肼與2,2’-二取代之二乙醚 於極性溶劑中在鹼存在及在高溫下形成對應4,5-二醯基-[1,4,5]-氧雜二氮呼的反應和（2)後化合物與氫鹵酸在極性溶 劑中於高溫下形成對應[1，4,5]-氧雜二氮呼的視需要選擇性 反應，其中在步驟（1)中，使用一種選自DMSO，環丁硼， NMP和DMA所組成族群的溶劑和在反應步驟（2)中使用高 沸點極性溶劑。 ^200301258 較佳N，N’-二醯基肼類對應於式I RrCO-NH-NH-C〇-R2(I)，其中Ri和R2各彼此獨立爲氫，CrC5烷基，CVC5鹵 烷基，C2-C5烯基，C2-C5炔基，苯基，烷苯基，鹵苯基， 烷氧基苯基，苯甲基，烷基苯甲基，鹵苯甲基或烷氧基苯 甲基，或K和R2 —起爲CrC4伸烷基，1,2-伸苯基或1，8-伸萘基。 較佳2,2’-二取代之二乙醚對應於式II RrCH2CHR5-〇-CHR6CH2-R4 (II)，其中R3和R4各彼此獨立爲鹵素或式-〇S(〇)2R7的基，其中R7爲crc5烷基，crc5鹵烷基，苯基 ，烷苯基或鹵苯基，和R5和R6各彼此獨立爲氫，Ci-Cs烷 基，c2-c5烷氧烷基，苯基，烷苯基，烷氧基苯基或鹵苯基 〇 適合使用於反應步驟（1)中的鹼尤其是鹼和鹼土金屬的 氫氧化物和碳酸鹽和醇化物，尤其是氫氧化鉀和碳酸鉀， 和該等鹼（尤其是氫氧化鉀和碳酸鉀）的混合物。 氫鹵酸較佳爲氯化氫和溴化氫。 反應步驟（1)中所使用的溶劑包括DMS〇[(CH3)2S〇]，環 T M [(CH2)4S〇2] ， NMP[(CH2)3CONCH3] m DMA[CH3C〇N(CH3)2]和其混合物，較佳爲NMP和尤其是 DMSO。在反應步驟（2)中較佳使用有沸點100°c以上的醇， 例如正丁醇，正戊醇，環己醇，酚，苯甲醇和尤其是二元 醇類，二甘醇，甘油和C「c4烷氧基-CrG醇，例如甲氧基 異丙醇和乙氧基乙醇。 出現在式I和II化合物的取代基定義中的烷基包含從 7 1到5個碳原子且例如爲甲基，乙基，丙基，丁基或戊基以 及其支鏈異構物。烷氧基衍生自所提及之烷基。烯基和炔 基各具有從2到5個碳原子和例如爲乙烯基，丙烯基，乙 炔基和丙炔基和支鏈異構物，以及丁烯基，丁炔基，戊烯 基，戊炔基和其支鏈及二-不飽和異構物。該等苯基可被例 如各具有從1到4個碳原子之烷基或烷氧基進一步取代， 其較佳佔據鄰-或間-或鄰-和對-位位置（等）。鹵素較佳爲氟 ，氯或溴。 術語”高溫”特別指示從30到150°C的溫度範圍。反應 步驟（1)在從60到100°C的範圍進行和反應步驟（2)在從30 到60°C的範圍進行特別有利。 在根據本發明中作爲起始物質使用於之N，N’-二醯基肼 類爲已知且可在本身已知的方法（如例如PL 123646 B1所描 述）中獲得。 在反應步驟（1)較佳使用從1.5到4當量的2,2’-二取代 之二乙醚，以Ν,Ν-二醯基肼爲基準。 在此反應步驟中獲得的4,5-二醯基-[1，4,5]-氧雜二氮呼 類尤其可藉由從醇類例如甲醇’乙醇，丙醇，異丙醇，甲 氧基丙醇和乙氧基乙醇的沈澱作用獲得。他們通常以從40 到76%的產率和超過95%純度獲得。然而，不需單離該等 中間產物；他們可藉由以反應步驟（2)的溶劑更換反應步驟 (1)的溶劑而直接引進下一個步驟中。 就產率之觀點，藉由加入碘化鉀，冠醚，例如18-冠醚 -6，和相轉移催化劑，例如氯化苯甲基三乙基銨，ΤΒΑΒ和

Aliquats可會§進一步己夂良反應步驟⑴。 在反應步驟⑵除去醯基（保護基）所需之氫鹵酸可藉由 將他們通入反應混合物內而直接地加入。然而，他們也可 就地產生，例如利用醯基鹵（例如乙醯氯）與存在作爲溶劑之 醇的反應。較佳使用從2到5當量的氫鹵酸，以4,5-二醯 基-[1，4,5]-氧雜二氮呼爲基準。 單離[1，4,5]-氧雜二氮呼鹽之產率通常爲從80到95%和 ，經過兩個反應步驟，總計從60到70%。鹽的純度通常爲 約 90%。 [1，4,5]-氧雜二氮呼衍生物之合成通常藉由將Ν，Ν’-二醯 基肼引進極性溶劑內然後加入過量鹼而進行。然後在高溫 加入2,2’-二取代之二乙醚，視需要可選擇性過量，和反應 混合物在該溫度維持約從2到4個小時。混合物冷卻到室 溫和過濾，及藉由蒸發濃縮從濾液單離4,5-二醯基-[1，4,5]-氧雜二氮呼。該化合物然後溶解或懸浮在高沸點醇中。然 後氫鹵酸，視需要可選擇性過量，在大約50°C溫度通過溶 液或懸浮液。反應混合物然後在該溫度維持另12到14個 小時’除氣，冷卻和過濾，和洗滌殘餘物，產生[1，4,5]-氧 雜二氮呼的鹵化氫鹽。 根據本發明之方法可連續或批次（不連續地）進行，批次 操作爲較佳。批次反應步驟和連續反應步驟都特別在攪拌 容器或階段式攪拌容器中進行。 根據本發明之方法具有下列優於先前技藝之方法的優 點： ^200301258 -其可以工業規模進行 -其可在多目的儀器中進行 -其可以較高純度產生中間物和最終產物 -其可以較高產率產生中間物和最終產物 -其不需單離中間產物 -其可允許低反應溫度，尤其在反應步驟（1)中 根據本發明製備之[1，4,5]-氧雜二氮呼衍生物特別可作 爲製備四氫吡唑啉二酮類型除草劑的中間物使用，其描述 於例如WO 99/47525中。 【實施方式】 下列實施例進一步舉例說明本發明。 實施例1. 4,5-二乙醯某-「1,4,51-氧雜二氮呼的製備 10.6克磨細之85%氫氧化鉀以溫度不超過33°C之方式 引至9.3克的Ν,Ν’-二醯基肼和141克之二甲亞硼的溶液內 。在加熱到80到851之後，23克2,2’-二氯二乙醚經50分 鐘期間逐滴加到反應混合物。所得高流動懸浮液於80到85 t保持3小時，然後冷卻到20到25°C且過濾，及過濾殘餘 物以二甲亞硼洗滌。藉由蒸發濃縮從合倂的濾液獲得11.4 克（76.0%)之4,5-二乙醯基-[1，4,5]-氧雜二氮呼。 實施例2. 4,5-二乙醯某-「1,4,51-氧雜二氮呼的製備 105.6克磨細之氫氧化鉀引至92.9克的N，N’-二醯基肼 和1410克之二甲亞硼的溶液內。當反應之熱漸弱時，加入 229.9克2,2’-二氯二乙醚及然後引入221.1克磨細碳酸鉀。 10 ^200301258 反應混合物加熱到70°C且在70到75°C維持2小時’然後 冷卻到20至25°C及過濾，和過濾殘餘物以二甲亞楓洗滌。 藉由蒸發合倂的濾液之濃縮產生油狀物，157克之異丙醇加 到其中。在冷卻到-l〇°C之後，進行過濾，且結晶殘餘物以 異丙醇洗滌。乾燥殘餘物之後，獲得99.4克（65.1%)之純度 在97.6%的4,5-二乙醯基-[1，4,5]-氧雜二氮呼。 眚施例3. [1，4,5]-氧雜二氮呼鹽酸鹽的製備 經8到10個小時期間將19.7克氯化氫（無水）通入19.1 克的4,5-二乙醯基-[1，4,5]-氧雜二氮呼和70克二甘醇的溶液 · 內和反應混合物然後在43到45°C維持10到12小時。反應 懸浮液在40到45°C除氣之後，在l〇°C之溫度下進行過濾 和殘餘物以冷乙酸甲酯洗滌。在殘餘物乾燥之後，獲得 13.2克（85.0%)之純度在90.0%具有大約8.5%二甘醇結合 在結晶中的[1，4,5]-氧雜二氮呼鹽酸鹽。 實施例4-8. 4,5-二乙醯某-「1,4,51-氧雜二氮呼的製備 39.6克之氫氧化鉀粉末85%(0.6莫耳）引進35克的二 乙醯基肼（0.3莫耳）和560毫升的溶劑（見表1)的混合物內。 鲁 當反應之熱漸弱時，加入85.8克的2,2·二氯二乙醚（0.6莫 耳）；反應混合物加熱到80°C及在80-90°C維持5小時。混 合物然後冷卻到20°C和過濾，及過濾殘餘物以溶劑洗滌。 產率以合倂濾液中的標題化合物之含量給予。可知根據本 發明使用之溶劑（測試4-7)產生的4,5-二乙醯基-[1，4,5]-氧雜 二氮呼之產率遠好於N，N-二甲基甲醯胺，其從先前技藝 (DMFA，比較測試8)知道。 11 ^200301258 表1 : 測試編號 溶劑 ——-- 產率 加入 [克] [毫升] [%] 4 2-甲基-毗咯啶酮 578 560 39.1 5 一甲亞硼 616 560 73.2 6 N，N-二甲基-乙醯胺 527.5 560 41.2 7 N，N-二甲基-乙酿胺 530 562.5 46.5 加入5莫耳％之氯 化苯甲基二乙基銨 作爲轉移觸媒 8 N，N-二甲基-甲醯胺 531 560 15.2 實4,5-二乙醯基_[1，4,5]-氧雜二氮呼的製備 35克的二乙醯基肼(0.3莫耳），124.4克或165.8克的磨 碎碳酸鉀（0.9或1.2莫耳，分別），85.8克的2,2-二氯二乙醚 (0.6莫耳）和560毫升的溶劑（參見表2)的混合物加熱到125 °C且在125-130°C或80-90°C (在DMSO的情況）維持5小時 。混合物然後冷卻到20°C和過濾，及過濾殘餘物以溶劑洗 滌。產率以合倂濾液中的標題化合物之含量給予。 表2 : 測試編號 溶劑 產率 鹼之量 溫度 [克] [毫升] [%] [當量] [°C]— 9 N，N-二甲基-乙醯胺 527.5 560 63.0 3 125-130 10 2-甲基-卩比略啶酮 578 560 61.4 3 125-130 11 環丁硼 711 560 60.3 3 12M30 12 二甲亞W 616 560 64.5 3 80-90 13 二甲亞楓 616 1 560 72.8 4 80-90 12 :2003008 置施1，2-(酞醯基）偶氮基-5-氧雜環庚烷的製備 39.6克氫氧化鉀粉末85%(〇.6莫耳）引進49.1克的2,3_ 一氫·1，4-酞嗪一酮（0.3莫耳）和616克二甲亞硼的混合物內 。虽反應之熱漸弱時，加入85.8克之2,2-二氯二乙醚（0.6 旲耳）和反應混合物加熱到80°C及在80-9CTC維持5小時。 混合物然後冷卻到20°C和過濾，及過濾殘餘物以二甲亞硼 洗滌。藉由蒸餾從合倂的濾液除去溶劑及將1〇〇克的正_戊 醇加到殘_余油狀物’產物結晶。過濾殘餘物的過濾和洗滌 產生22.5克或25%之標題化合物。 ΛΜΆΜ· 4,5-二乙醯基-[1，4,5]-氧雜二氮呼的製備 11.6克的二乙醯基肼（0.1莫耳），29.0克磨碎碳酸鉀 (0.21莫耳），31.5克2,2-二甲磺醯基二乙醚（0.12莫耳）和 177克的二甲亞硼之混合物加熱到80°C且在80-85t維持6 小時。混合物然後冷卻到20°C和過濾，及過濾殘餘物以50 克二甲亞硼洗滌。濾液藉由蒸發完全濃縮及將20毫升的水 加至油狀殘餘物。以乙酸乙酯萃取三次，合倂的萃取物經 過硫酸鈉乾燥，藉由蒸發濃縮濃及從正戊醇結晶殘餘物產 生10.8克或58.4%之標題化合物。 13

Claims (1)

1. ‘200301258 拾、申請專利範圍 1. 一種製備[1，4,5]-氧雜二氮呼衍生物之方法，其係藉 由（1)N，N’_二醯基肼與2,2’-二取代之二乙醚於極性溶劑在鹼 存在中及在高溫下形成對應4,5-二醯基-[1，4,5]-氧雜二氮呼 的反應和⑵後化合物與氫鹵酸在極性溶劑中於高溫下形成 對應[1，4,5]-氧雜二氮呼的視需要選擇性反應’其中在步驟 (1)中，使用一種選自DMSO，環丁硼，NMP和DMA所組成 族群的溶劑和在反應步驟（2)中使用高沸點極性溶劑。 2. —種根據申請專利範圍第1項製備之[丨，4,5]-氧雜二 氮呼於製備四氫吡唑啉二酮類型的除草劑之用途。 拾壹、圖式 Μ j\ \\

   14 ‘200301258 陸、（一）、本案指定代表圖爲：第無圖 (二）、本代表圖之元件代表符號簡單說明： 钿 j \ \\ 柒、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：

   4