TWI547483B - ４-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法 - Google Patents

４-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法 Download PDF

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Description

4-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法 [相關申請]
本發明專利申請係基於2010年11月19日申請的日本申請特願2010-258856號而主張優先權者，該日本申請之全部揭示內容引用作為本發明揭示的一部分。
本發明係關於可用作為農藥的4-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法。
4-羰基氧基喹啉衍生物在國際公開第2006/013896號文獻(專利文獻1)、特開2008-110953號公報(專利文獻2)、及國際公開第2007/088978號文獻(專利文獻3)中揭示作為農園藝用殺蟲劑、或農園藝用殺菌劑的化合物。此等中4-羰基氧基喹啉衍生物係對鱗翅目、半翅目、鞘翅目、蟎蜱目、膜翅目、直翅目、雙翅目、總翅目、及植物寄生性線蟲具有高殺蟲活性的化合物。進一步，該4-羰基氧基喹啉衍生物作為農園藝用殺菌劑對種種植物病原真菌具有效果，已知具有對例如黃瓜白粉病、小麥赤銹病、大麥白粉病、蕃茄輪紋病菌、蘋果黑星病菌、桃子灰星病菌、及草莓碳疸病菌具有殺菌效果的化合物。且該4-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法揭示於國際公開第2010/007964號文獻(專利文獻4)。
上述專利文獻中，此等中作為4-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法，揭示在鹼存在下使喹諾酮衍生物、與鹵化合物或酸酐反應以製造4-羰基氧基喹啉衍生物的方法。然而，因該方法所使用的氫化鈉或鈉-t-丁氧化物等之鹼，為反應性高、有吸濕分解性，故操作困難，為了避免生成物分解，需要嚴格進行進料當量管理。此外，因氫化鈉或鈉-t-丁氧化物等之鹼為昂貴的鹼，作為工業上的製造方法追求更好的改良。進一步，使用氫化鈉或鈉-t-丁氧化物等之鹼之場合，作為反應溶劑需要大量使用二甲基乙醯胺等之高沸點的醯胺系溶劑，又在4-羰基氧基喹啉衍生物的純化操作中需要進而投入大量的水，所以在該純化步驟中，有招致其操作效率降低之虞。又，因大量的醯胺系溶劑混入排水，排水負荷大，需要由水溶液中回收溶劑，但因係高沸點溶劑，回收操作需要大能量，而有在工業製造上伴隨虧損之情形。
因此，渴望追求被發現可作為殺蟲性化合物及殺菌性化合物的4-羰基氧基喹啉衍生物的更有利工業上的製造法。
[先前技術文献] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2006/013896號文獻
[專利文獻2]特開2008-110953號公報
[專利文獻3]國際公開第2007/088978號文獻
[專利文獻4]國際公開第2010/007964號文獻
本發明者們發現作為4-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法，藉由在喹諾酮衍生物、與鹵化合物或酸酐之反應中，使用相間移動觸媒，而可使用便宜且操作容易的鹼，藉由此，不需嚴格進行鹼添加當量管理，且可使用容易餾去的反應溶劑，進一步減輕排水負荷之工業上有利，且高收率的製造方法。本發明係基於此等知識而成者。
因此，本發明的目的在於提供4-羰基氧基喹啉衍生物的工業上有利的製造方法。
根據本發明，提供一般式(1)的4-羰基氧基喹啉衍生物的工業上有利的製造方法。亦即，根據本發明，提供一般式(1)的4-羰基氧基喹啉衍生物：
[化1]
[式中、R1、R2及R3各自獨立為氫原子、鹵原子、可以鹵原子取代的C1-4烷基、或可以鹵原子取代的C1-4烷氧基，但，R1、R2及R3不同時為氫原子，R4及R5各自獨立為氫原子、或可以鹵原子取代的C1-4烷基，但，R4及R5不同時為氫原子，或者R4與R5一起成為-(CH2)m-(在此，m為3或4)，R6、R7、R8、R9及R10各自獨立為氫原子、鹵原子、可以鹵原子取代的C1-8烷基、可以鹵原子取代的C1-8烷氧基、可以鹵原子取代的C1-8烷基硫基、可以鹵原子取代的C2-4烯基氧基、可以鹵原子取代的C2-4烯基硫基、或可以鹵原子取代的C2-4炔基氧基，或者R6、R7、R8、R9及R10中任意相鄰的二個取代基一起成為可被1以上之鹵原子取代的-O-(CH2)n-O-(n為1或2)，R11為可以鹵原子取代的C1-8烷基、可以鹵原子取代的C3-6環狀烷基、可以鹵原子取代的C2-4烯基、OR12(在此，R12為可以鹵原子取代的C1-8烷基、可以鹵原子取代的C3-6環狀烷基、或可以鹵原子取代的C2-4烯基)、SR13(在此，R13為可以鹵原子取代的C1-8烷基、可以鹵原子取代的C3-6環狀烷基、或可以鹵原子取代的C2-4烯基)。]之製造方法，其係含有在相間移動觸媒及鹼的存在下、使一般式(2)：
[化2]
[式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、及R10與式(1)所定義內容相同。]所表示的喹諾酮衍生物、與一般式(3)：
[化3]
R11COX　(3)
[式中、R11與式(1)所定義內容相同，X為氟、氯、溴、及碘中任1種。]所表示的鹵化合物或一般式(4)：
[化4]
[式中、R11與式(1)所定義內容相同。]所表示的酸酐反應而成的製造方法。
根據本發明，提供可使用便宜且操作容易的鹼，藉由此，不需要進行嚴格鹼添加當量管理，且變得可使用容易餾去的反應溶劑，進一步減輕排水負荷之工業上有利，且高收率的製造方法。
[發明的具體說明] 一般式中取代基的定義
本說明書中「鹵原子」係指氟、氯、溴、或碘，較佳為氟、氯或溴，更佳為氯、氟。
本說明書中「環狀烷基」係指該烷基含有至少一個環狀構造。環狀烷基，可舉例如環烷基、被1以上之環烷基取代的烷基，此等進一步可被1以上之烷基取代。
R1、R2及R3表示的C1-4烷基可為直鏈或分支，例如甲基、乙基、丙基、i-丙基、n-丁基、i-丁基、s-丁基、及t-丁基。該C1-4烷基，較佳為直鏈C1-4烷基，可舉例如甲基、乙基、丙基及n-丁基，更佳為甲基或乙基。
R1、R2及R3表示的C1-4烷基可被鹵原子取代。R1、R2及R3表示的可被鹵原子取代的C1-4烷基，可舉例如氯甲基、三氯甲基、三氟甲基、(1-或2-)氯乙基、2,2,2-三氟乙基、1,1,2,2-四氟乙基、及五氟乙基，較佳為三氟甲基。
R1、R2及R3表示的C1-4烷基可以C1-4烷氧基取代。R1、R2及R3表示的可以C1-4烷氧基取代的C1-4烷基，可舉例如甲氧基甲基。
R1、R2及R3表示的C1-4烷氧基可為直鏈或分支，例如甲氧基、乙氧基、n-丙基氧基、i-丙基氧基、n-丁基氧基、i-丁基氧基、s-丁基氧基、及t-丁基氧基。該C1-4烷氧基，較佳為直鏈C1-4烷氧基，可舉例如甲氧基、乙氧基、n-丙基氧基、及n-丁基氧基，更佳為甲氧基或乙氧基。
R1、R2及R3表示的C1-4烷氧基可以鹵原子取代。R1、R2及R3表示的可被鹵原子取代的C1-4烷氧基，可舉例如三氟甲氧基、三氯甲氧基、二氟甲氧基、二氯甲氧基、2,2,2-三氟乙氧基、2,2,2-三氯乙氧基、1,1,2,2-四氟乙氧基、五氟乙氧基、及五氯乙氧基。
本發明的較佳實施態樣係R1、R2及R3各自獨立為氫原子、氯原子、溴原子、氟原子、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、或三氟甲基(但，R1、R2及R3不同時為氫原子)、更佳為R1、R2及R3中任一個為甲基、三氟甲基、或甲氧基，其餘二個為氫原子。特佳為R1、R2中任一個為甲基、三氟甲基、或甲氧基，其他為氫原子，R3為氫原子。
R4及R5表示的C1-4烷基可為直鏈或分支，例如甲基、乙基、丙基、i-丙基、n-丁基、i-丁基、s-丁基、及t-丁基，較佳為甲基或乙基。
R4及R5表示的C1-4烷基可被鹵原子取代。R4及R5表示的可被鹵原子取代的C1-4烷基，可舉例如氯甲基、三氯甲基、三氟甲基、(1-或2-)氯乙基、2,2,2-三氟乙基、1,1,2,2-四氟乙基、及五氟乙基。
R4及R5表示的C1-4烷基可被可以鹵原子取代的C1-4烷氧基所取代。R4及R5表示的可被可以鹵原子取代的C1-4烷氧基所取代的C1-4烷基，可舉例如2-三氟甲氧基乙基。
本發明的較佳實施態樣係R4及R5各自獨立為氫原子、或可以鹵原子取代的C1-4烷基，但，R4及R5不同時為氫原子。更佳實施態樣係R4及R5各自獨立為可以鹵原子取代的C1-4烷基。此等實施態樣中C1-4烷基較佳為直鏈C1-4烷基。
本發明的更佳實施態樣係R4為-CH2-R14，R5為R14，R14為C1-3烷基。在此，R14表示的C1-3烷基可為直鏈或分支，但較佳為直鏈C1-3烷基，更佳為甲基。
R6、R7、R8、R9及R10表示的C1-8烷基可為直鏈或分支，例如甲基、乙基、丙基、i-丙基、n-丁基、i-丁基、s-丁基、t-丁基、n-戊基、(2-或3-甲基)戊基、(2,3-、2,4-或3,4-二甲基)丁基、2,3,4-三甲基丙基、n-庚基、及n-辛基，較佳為甲基或乙基。
R6、R7、R8、R9及R10表示的C1-8烷基可被鹵原子取代。R6、R7、R8、R9及R10表示的可被鹵原子取代的C1-8烷基，可舉例如氯甲基、三氯甲基、三氟甲基、(1-或2-)氯乙基、2,2,2-三氟乙基、1,1,2,2-四氟乙基、及五氟乙基，較佳為三氟甲基、或五氟乙基。
R6、R7、R8、R9及R10表示的C1-8烷基可被可以鹵原子取代的C1-4烷氧基所取代。R6、R7、R8、R9及R10表示的可被可以鹵原子取代的C1-4烷氧基所取代的C1-8烷基，可舉例如2-三氟甲氧基乙基。
R6、R7、R8、R9及R10表示的C1-8烷氧基可為直鏈或分支，例如甲氧基、乙氧基、n-丙基氧基、i-丙基氧基、n-丁基氧基、i-丁基氧基、s-丁基氧基、t-丁基氧基、n-戊基氧基、(2-或3-甲基)丁基氧基、2,3-二甲基丙基氧基、n-己基氧基、(2,3或4-甲基)戊基氧基、(2,3-、2,4-或3,4-二甲基)丁基氧基、2,3,4-三甲基丙基氧基、n-庚基氧基、及n-辛基氧基，較佳為甲氧基或乙氧基。
R6、R7、R8、R9及R10表示的C1-8烷氧基可被鹵原子取代。R6、R7、R8、R9及R10表示的可以鹵原子取代的C1-8烷氧基，可舉例如三氟甲氧基、三氯甲氧基、二氟甲氧基、二氯甲氧基、2,2,2-三氟乙氧基、2,2,2-三氯乙氧基、1,1,2,2-四氟乙氧基、五氟乙氧基、及五氯乙氧基，較佳為三氟甲氧基、二氟甲氧基、或1,1,2,2-四氟乙氧基，更佳為三氟甲氧基、或1,1,2,2-四氟乙氧基。
R6、R7、R8、R9及R10表示的C1-8烷基硫基可為直鏈或分支，例如甲基硫基、乙基硫基、n-丙基硫基、i-丙基硫基、n-丁基硫基、i-丁基硫基、s-丁基硫基、t-丁基硫基、n-戊基硫基、(2-或3-甲基)丁基硫基、2,3-二甲基丙基硫基、n-己基硫基、(2,3-或4-甲基)戊基硫基、(2,3，-、2,4-或3,4-二甲基)丁基硫基、2,3,4-三甲基丙基硫基、n-庚基硫基、及n-辛基硫基，較佳為甲基硫基或乙基硫基。
R6、R7、R8、R9及R10表示的C1-8烷基硫基可被鹵原子取代。R6、R7、R8、R9及R10表示的可被鹵原子取代的C1-8烷基硫基，可舉例如三氟甲基硫基、三氯甲基硫基、二氟甲基硫基、二氯甲基硫基、三氟乙基硫基、三氯乙基硫基、四氟乙基硫基、四氯乙基硫基、五氟乙基硫基、五氯乙基硫基、七氟-n-丙基硫基、及七氟-i-丙基硫基，較佳為三氟甲基硫基、三氯甲基硫基、二氟甲基硫基、二氯甲基硫基、三氟乙基硫基、三氯乙基硫基、四氟乙基硫基、四氯乙基硫基、七氟-n-丙基硫基、或七氟-i-丙基硫基，更佳為三氟甲基硫基、二氟甲基硫基、七氟-n-丙基硫基、或七氟-i-丙基硫基。
R6、R7、R8、R9及R10表示的C2-4烯基氧基可為直鏈或分支，例如乙烯基氧基、(1-或2-)丙烯基氧基、(1-、2-或3-)丁烯基氧基、1-甲基乙烯基氧基、1-甲基-1-丙烯基氧基、及2-甲基-1-丙烯基氧基。該C2-4烯基氧基較佳為直鏈C2-4烯基氧基，例如乙烯基氧基、(1-或2-)丙烯基氧基、及(1-、2-或3-)丁烯基氧基。
R6、R7、R8、R9及R10表示的C2-4烯基氧基可被鹵原子取代。R6、R7、R8、R9及R10表示的可被鹵原子取代的C2-4烯基氧基，可舉例如2-氟乙烯基氧基、2-氯乙烯基氧基、2,2-二氟乙烯基氧基、2,2-二氯乙烯基氧基、及3,3-二氯(1-或2-)丙烯基氧基。
R6、R7、R8、R9及R10表示的C2-4烯基氧基可被可以鹵原子取代的C1-4烷氧基所取代。R6、R7、R8、R9及R10表示的可被可以鹵原子取代的C1-4烷氧基所取代的C2-4烯基氧基，可舉例如2-三氟甲氧基乙烯基氧基。
R6、R7、R8、R9及R10表示的C2-4烯基硫基可為直鏈或分支，例如乙烯基硫基、(1-或2-)丙烯基硫基、(1-、2-或3-)丁烯基硫基、1-甲基乙烯基硫基、1-甲基-1-丙烯基硫基、及2-甲基-1-丙烯基硫基。該C2-4烯基硫基較佳為直鏈C2-4烯基硫基，例如乙烯基硫基、(1-或2-)丙烯基硫基、及(1-、2-或3-)丁烯基硫基。
R6、R7、R8、R9及R10表示的C2-4烯基硫基可被鹵原子取代。R6、R7、R8、R9及R10表示的可被鹵原子取代的C2-4烯基硫基，可舉例如2-氟乙烯基硫基、2-氯乙烯基硫基、2,2-二氟乙烯基硫基、及2,2-二氯乙烯基硫基。
R6、R7、R8、R9及R10表示的C2-4烯基硫基可被可以鹵原子取代的C1-4烷氧基所取代。R6、R7、R8、R9及R10表示的可被可以鹵原子取代的C1-4烷氧基所取代的C2-4烯基硫基，可舉例如2-三氟甲氧基乙烯基硫基。
R6、R7、R8、R9及R10表示的C2-4炔基氧基可為直鏈或分支，例如乙炔基氧基、(1-或2-)丙炔基氧基、(1-、2-或3-)丁炔基氧基、1-甲基乙炔基氧基、1-甲基-1-丙炔基氧基、及2-甲基-1-丙炔基氧基。該C2-4炔基氧基較佳為直鏈C2-4炔基氧基，例如乙炔基氧基、(1-或2-)丙炔基氧基、及(1-、2-或3-)丁炔基氧基。
R6、R7、R8、R9及R10表示的C2-4炔基氧基可被鹵原子取代。R6、R7、R8、R9及R10表示的可被鹵原子取代的C2-4炔基氧基，可舉例如氟乙炔基氧基、氯乙炔基氧基、及3-氯(1-或2-)丙炔基氧基。
R6、R7、R8、R9及R10中任意相鄰的二個取代基一起表示的可被1以上之鹵原子取代的-O-(CH2)n-O-(n為1或2)，可舉例如-O-(CF2)2-O-、-O-(CH2)2-O-、-O-CH2CF2-O-、-O-CHFCF2-O-等，較佳為-O-(CF2)2-O-。
本發明的較佳實施態樣係R6、R7、R8、R9及R10各自獨立為氫原子、氯原子、溴原子、氟原子、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、三氟甲基、五氟乙基、三氟甲氧基、或1,1,2,2-四氟乙氧基，或者R7、R8一起表示-O-(CF2)2-O-。更佳實施態樣係R6、R7、R8、R9及R10中任一個為三氟甲基、甲氧基、三氟甲氧基、或1,1,2,2-四氟乙氧基，其餘四個為氫原子。或者R7、R8一起表示-O-(CF2)2-O-。
R11、R12、及R13表示的C1-8烷基可為直鏈或分支，例如甲基、乙基、丙基、i-丙基、n-丁基、i-丁基、s-丁基、t-丁基、n-戊基、(2-或3-甲基)丁基、2,3-二甲基丙基、n-己基、(2,3或4-甲基)戊基、(2,3-、2,4-或3,4-二甲基)丁基、2,3,4-三甲基丙基、n-庚基、及n-辛基。
R11、R12、及R13表示的C1-8烷基可被鹵原子取代。R11、R12、及R13表示的可被鹵原子取代的C1-8烷基，可舉例如氯甲基、三氯甲基、三氟甲基、(1-或2-)氯乙基、2,2,2-三氟乙基、1,1,2,2-四氟乙基、及五氟乙基。
R11、R12、及R13表示的C1-8烷基可被可以鹵原子取代的C1-4烷氧基所取代。R11、R12、及R13表示的可被可以鹵原子取代的C1-4烷氧基所取代的C1-8烷基，可舉例如2-三氟甲氧基乙基。
R11、R12、及R13表示的可以鹵原子取代的C3-6環狀烷基的具體例，可舉例如環丙基甲基、環丙基乙基、環丙基丙基、1-甲基環丙基甲基、2-(1-甲基環丙基)乙基、2,2-二甲基環丙基甲基、2,2-二氯環丙基甲基、2-(2,2-二氯環丙基)乙基、3-(2,2-二氯環丙基)丙基、2,2-二氟環丙基甲基、2-(2,2-二氟環丙基)乙基、3-(2,2-二氟環丙基)丙基、及環己基。
R11、R12、及R13表示的C2-4烯基可為直鏈或分支，例如乙烯基、(1-或2-)丙烯基、(1-、2-或3-)丁烯基、1-甲基乙烯基、1-甲基-1-丙烯基、及2-甲基-1-丙烯基。該C2-4烯基較佳為直鏈C2-4烯基，例如乙烯基、(1-或2-)丙烯基、及(1-、2-或3-)丁烯基。
R11、R12、及R13表示的C2-4烯基可被鹵原子取代。R11、R12、及R13表示的可被鹵原子取代的C2-4烯基，可舉例如2-氟乙烯基、2-氯乙烯基、2,2-二氟乙烯基、及2,2-二氯乙烯基。
R11、R12、及R13表示的C2-4烯基可被可以鹵原子取代的C1-4烷氧基所取代。R11、R12、及R13表示的可被可以鹵原子取代的C1-4烷氧基所取代的C2-4烯基，可舉例如2-三氟甲氧基乙烯基。
本發明的較佳實施態樣係R11為可以鹵原子取代的C1-4烷基、或OR12(在此R12為可以鹵原子取代的C1-4烷基)。更佳實施態樣係R11為OR12(在此，R12為C1-4烷基)。此等實施態樣中C1-4烷基較佳為直鏈C1-4烷基，更佳為甲基。
取代基R1～R11組合的較佳實施態樣係R1、R2及R3各自獨立為氫原子、氯原子、溴原子、氟原子、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、或三氟甲基，但，R1、R2及R3不同時為氫原子，R4及R5各自獨立為氫原子、或可以鹵原子取代的C1-4烷基，但，R4及R5不同時為氫原子，R6、R7、R8、R9及R10各自獨立為氫原子、氯原子、溴原子、氟原子、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、三氟甲基、五氟乙基、三氟甲氧基、或1,1,2,2-四氟乙氧基，或者R7、R8一起表示-O-(CF2)2-O-，R11為可以鹵原子取代的C1-4烷基、或OR12(在此R12為可以鹵原子取代的C1-4烷基)。
更佳實施態樣係R1、R2及R3中任一個為甲基、三氟甲基、或甲氧基，其餘兩個為氫原子，R4及R5各自獨立為可以鹵原子取代的C1-4烷基，R6、R7、R8、R9及R10中任一個為三氟甲基、甲氧基、三氟甲氧基、或1,1,2,2-四氟乙氧基，其餘四個為氫原子，或者R7、R8一起表示-O-(CF2)2-O-，R11為OR12(在此R12為C1-4烷基)。
特佳實施態樣係R1及R2中任一個為甲基、三氟甲基、甲氧基，其餘為氫原子，R3為氫原子，R4為甲基、乙基、n-丙基、及丁基，R5為甲基、乙基、丙基、及丁基，R6、R7、R8、R9及R10中任一個為三氟甲基、甲氧基、三氟甲氧基、或1,1,2,2-四氟乙氧基，其餘四個為氫原子，或者R7、R8一起表示-O-(CF2)2-O-，R11為OR12(在此R12為C1-4烷基)。
在本發明的方法，藉由在相間移動觸媒及鹼的存在下，使一般式(2)所表示的喹諾酮衍生物與一般式(3)所表示的鹵化合物或一般式(4)所表示的酸酐進行縮合反應，可得到作為農園藝用殺蟲劑或農園藝用殺菌劑的一般式(1)所表示的4-羰基氧基喹啉衍生物。以下說明本發明。
本發明之製造方法係使一般式(2)所表示的喹諾酮衍生物與一般式(3)所表示的鹵化合物或一般式(4)所表示的酸酐反應，得到一般式(1)所表示的4-羰基氧基喹啉衍生物。
一般式(3)所表示的鹵化合物的具體例，可舉例如乙酸鹵化物、丙酸鹵化物、丁酸鹵化物、環丙基羧酸鹵化物、環戊基羧酸鹵化物、環己基羧酸鹵化物、n-己酸鹵化物、n-辛酸鹵化物、n-壬酸鹵化物、2,2-二甲基丙酸鹵化物、丙烯酸鹵化物、甲基丙烯酸鹵化物、巴豆酸鹵化物、異巴豆酸鹵化物、鹵化甲酸甲酯、鹵化甲酸乙酯、鹵化甲酸異丙酯、鹵化甲酸丁酯、鹵化甲酸辛酯等。鹵化物、鹵化體以氯化物(chloride)、溴化物(bromid)為佳，由原材料調製或取得容易性以氯化物(chloride)尤佳。
一般式(4)所表示的酸酐之具體例，可舉例如乙酸酐、氯乙酸酐、三氟乙酸酐、環己烷羧酸酐等。更佳為乙酸酐。
本發明之製造方法係在相間移動觸媒存在下進行。使用的相間移動觸媒，可舉例如氯化四乙基銨、溴化四乙基銨、氫氧化四丁基銨、溴化四丁基銨、氯化芐基三丁基銨、氯化甲基三辛基銨等之四級銨鹽類、氯化四乙基鏻、溴化四乙基鏻、溴化四丁基鏻等之四級鏻鹽類、15-冠-5、18-冠-6等之冠狀醚類。使用的相間移動觸媒應藉由與後述同時使用的鹼組合作適宜、最佳選擇。鹼使用金屬碳酸化物、金屬氫氧化物、金屬烷氧化物、金屬氫化物之場合，相間移動觸媒以使用四級銨鹽類為佳，更佳為溴化四丁基銨。
相間移動觸媒之使用量雖未特別限制，相對喹諾酮衍生物，較佳為0.01～0.1倍莫耳、更佳為0.03～0.06倍莫耳。
本發明之製造方法係在鹼的存在下進行。使用的鹼，可舉例如鹼金屬或鹼土類金屬之碳酸化物或鹼金屬或鹼土類金屬之氫氧化物等之無機鹼、鹼金屬或鹼土類金屬之烷氧化物類、鹼金屬或鹼土類金屬之氫化金屬類，較佳為碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、鈉甲氧化物、鈉乙氧化物、鈉-t-丁氧化物、或氫化鈉。鹼金屬或鹼土類金屬之碳酸化物、或此等中氫氧化物等之無機鹼，由危險度低、操作容易且取得容易、價格便宜，為工業上的製造中有利的鹼。由此觀點，使用的鹼以碳酸鈉、碳酸鉀、或氫氧化鈉、氫氧化鉀為佳，特佳為氫氧化鈉。
該鹼可以固體、或用適當溶劑做成溶液，任一狀態皆可供給至本發明之製造方法中的反應。以固體供應反應之場合，以將使用的鹼粉碎為微粒子使用為佳。以溶液供應反應之場合，以將該鹼溶於不活性可溶性溶劑使用為佳。以鹼溶液調製為高濃度溶液，供給反應為佳。具體上，可使用的鹼以8～14當量濃度為佳，以30～70重量%溶液使用更佳、更佳為40～60重量%溶液。特別佳鹼的態樣可舉例如8～14當量的氫氧化鈉或者氫氧化鉀水溶液、或碳酸鈉或者碳酸鉀水溶液。
前述鹼的使用量相對喹諾酮衍生物，較佳為0.1～5.0倍莫耳、更佳為0.5～3.0倍莫耳。
本發明之製造方法可典型地在溶劑存在下實施。使用的溶劑不阻礙反應者即可，而不特別限制。此等中溶劑可為單一系、或者組合為混合溶劑系使用，以混合溶劑系更佳。混合溶劑系以混合水與有機溶劑使用為佳。本發明之製造方法中使用的溶劑，可舉例如水、苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等之芳香族烴類、氯苯、二氯苯等之鹵化芳香族烴類、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷等之鹵化脂肪族烴類、戊烷、己烷、庚烷、2-甲基丁烷、2-甲基戊烷、2-甲基己烷、環戊烷、環己烷、環庚烷等之脂肪族烴類、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮等之醯胺類、二異丙基醚等之醚類、及2-丁酮等之酮類。
前述芳香族烴類、前述鹵化芳香族烴類、前述鹵化脂肪族烴類、前述脂肪族烴類、前述醯胺類、前述醚類具有作為前述喹諾酮衍生物、及前述鹵化合物或前述酸酐溶解用反應溶劑的機能。此等溶劑中，芳香族烴類、鹵化脂肪族烴類因取得容易且便宜，同時比較容易進行溶劑餾去而為在工業上有利的溶劑，宜使用作為本發明之製造方法之主要反應溶劑。具體上，以甲苯、二甲苯、二氯甲烷尤佳。更佳溶劑系係使少量的前述醯胺類為共溶劑添加於前述芳香族烴類、脂肪族烴類、或鹵化脂肪族烴類的混合溶劑系，可提高喹諾酮衍生物的溶解度、減少使用溶劑量。特佳為前述芳香族烴類與前述醯胺類的混合溶劑系或前述鹵化脂肪族烴類與前述醯胺類的混合溶劑系。前述混合溶劑系中其混合比，以相對前述醯胺類1質量份，混合前述芳香族烴類或前述鹵化脂肪族烴類3～20質量份的混合溶劑系為佳。
前述溶劑使用量相對喹諾酮衍生物，較佳為2～50質量份、更佳為3～30質量份。
另一方面，水藉由添加於溶劑系而有作為前述鹼的溶解用溶劑之作用。水可另外添加，但亦可做成鹼水溶液添加。水使用可溶解添加鹼之量即可，相對前述喹諾酮衍生物溶解用溶劑添加0.01～0.1質量份。
本發明之製造方法中，特別佳溶劑系為芳香族烴類-醯胺類-水之溶劑系。別的態樣為鹵化脂肪族烴類-醯胺類-水之溶劑系。
本發明之製造方法以在相間移動觸媒及鹼的存在下，使喹諾酮衍生物與鹵化合物同時在液相接觸為佳，例如在不活性氣體環境下，藉由混合喹諾酮衍生物、相間移動觸媒、鹼、鹵化合物、及溶劑進行攪拌的方法，在常壓下、加壓下、或減壓下進行縮合反應。此時的反應溫度較佳為-50～100℃、更佳為-10～50℃。喹諾酮衍生物可以與前述鹼形成鹽的狀態使用。
本發明之目的生成物4-羰基氧基喹啉衍生物可藉由反應完畢後以萃取、沈析等之簡易一般的後處理操作而純化。本發明之製造方法如上述般採用作為溶劑以芳香族烴類、鹵化脂肪族烴類、具體上以甲苯、二甲苯、二氯甲烷為主反應溶劑，於此混合以溶解補助目的少量的醯胺類溶劑、具體上二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮作為共溶劑的混合溶劑系為較佳條件。此時，作為目的生成物的純化操作，可藉由以簡便操作而主溶劑餾去，使目的生成物4-羰基氧基喹啉衍生物析出而純化。或者可將主溶劑餾去後，藉由添加少量目的生成物之不溶性或難溶性溶劑使目的生成物析出而純化。後者方法中為了使目的生成物析出而添加的溶劑，雖未特別限定，但以水為佳。本發明之製造方法因為可使用容易餾去的溶劑為主反應溶劑，在目的生成物的純化操作簡便觀點，可使生成物析出槽小容量化觀點為工業上有利的方法。
藉由本發明之製造方法生成、純化的4-羰基氧基喹啉衍生物為藉由以過濾法回收析出固體，而以高收率得到的高純度純化生成物。因應需要，可藉由再結晶之方法分離‧精製而用作為農藥。
本發明之方法得到的一般式(1)所表示的4-羰基氧基喹啉衍生物的具體例如以下表1所示。此等中喹啉衍生物可用作為農藥。
[化5]
表1：喹啉衍生物
本發明的較佳態樣可舉例如一般式(1)的4-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法，其係包含在四級銨鹽及鹼金屬或鹼土類金屬之氫氧化物的存在下，使一般式(2)所表示的喹諾酮衍生物、與一般式(3)所表示的鹵化合物或一般式(4)所表示的酸酐進行反應而成的製造方法。
本發明的另外較佳態樣可舉例如一般式(1)的4-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法，其係包含在溴化四丁基銨及鹼金屬或鹼土類金屬之氫氧化物的存在下，使一般式(2)所表示的喹諾酮衍生物、與一般式(3)所表示的鹵化合物或一般式(4)所表示的酸酐進行反應而成的製造方法。
本發明的另外較佳態樣可舉例如一般式(1)的4-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法，其係包含在四級銨鹽及氫氧化鈉之存在下，使一般式(2)所表示的喹諾酮衍生物、與一般式(3)所表示的鹵化合物或一般式(4)所表示的酸酐進行反應而成的製造方法。
本發明的另外較佳態樣可舉例如一般式(1)的4-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法，其係包含在溴化四丁基銨及氫氧化鈉之存在下，使一般式(2)所表示的喹諾酮衍生物、與一般式(3)所表示的鹵化合物或一般式(4)所表示的酸酐進行反應而成的製造方法。
 [實施例]
以下、舉實施例將本發明具體說明，但本發明的範圍不限於此等。
實施例1：2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4-基　甲基碳酸酯之合成
在具備攪拌裝置、溫度計、迴流冷卻器的容量3000ml之玻璃製容器中，加入甲苯810ml、二甲基乙醯胺90ml、2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4(1H)-酮113.2g及溴化四丁基銨4.8g，室溫下進行攪拌。使48%氫氧化鈉水溶液50g在30～35℃滴下，同溫度進行1小時攪拌。冷卻至10～15℃後滴下氯甲酸甲酯34g，同溫度進行1小時反應。反應液中加入水，洗淨後，將甲苯餾去，使析出的固體以吸引過濾器進行過濾。將固體減壓乾燥，得到2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4-基　甲基碳酸酯128g(收率98%)。1H-NMR之測定結果確認得到的化合物為國際公開第2006/013896號文獻(專利文獻1)記載的No.120之化合物。
1H-NMR(CDCl3)：1.38(t，3H)，2.31(s，3H)，2.41(s，3H)，3.01(q，2H)，3.88(s，3H)，6.97(d，2H)，7.14(s，1H)，7.20(d，2H)，7.94(s，1H)。
實施例2：2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4-基　甲基碳酸酯之合成
在具備攪拌裝置、溫度計、迴流冷卻器的容量3000ml之玻璃製容器中，加入二氯甲烷1000ml、二甲基乙醯胺160ml、2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4(1H)-酮113.2g及溴化四丁基銨4.8g，室溫下進行攪拌。使48%氫氧化鈉水溶液50g在25～30℃滴下，同溫度進行1小時攪拌。冷卻至10～15℃後滴下氯甲酸甲酯34g，同溫度進行1小時反應。反應液中加入水，進行洗淨並將二氯甲烷餾去後，加入甲醇990ml進行加熱溶解。使水660ml滴下，將結晶析出，使析出的固體以吸引過濾器進行過濾。將固體減壓乾燥，得到2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4-基　甲基碳酸酯124.4g(收率95.2%)。1H-NMR之測定結果確認得到的化合物為國際公開第2006/013896號文獻(專利文獻1)記載的No.120之化合物。
1H-NMR(CDCl3)：1.38(t，3H)，2.31(s，3H)，2.41(s，3H)，3.01(q，2H)，3.88(s，3H)，6.97(d，2H)，7.14(s，1H)，7.20(d，2H)，7.94(s，1H)。
比較例1：2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4-基　甲基碳酸酯之合成
在具備攪拌裝置、溫度計、迴流冷卻器的容量2000ml之玻璃容器中加入甲苯405ml、二甲基乙醯胺45ml、及2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4(1H)-酮56.6g，在室溫下進行攪拌。使48%氫氧化鈉水溶液25g在30～35℃滴下，同溫度進行1小時攪拌。冷卻至10～15℃後，使氯甲酸甲酯17g滴下，同溫度進行1小時反應。反應液中加入水，使析出的固體過濾、乾燥，回收未反應原料之2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4(1H)-酮6.5g(收率11.5%)。將濾液的甲苯層以水洗淨後，進行濃縮，得到2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4-基　甲基碳酸酯54.8g(收率83.9%)。
比較例2：2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4-基　甲基碳酸酯之合成
在具備攪拌裝置、溫度計、迴流冷卻器的容量2000ml之玻璃容器中加入鈉-t-丁氧化物15.1g、二甲基乙醯胺45ml、甲苯405ml及2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4(1H)-酮56.6g，在30～35℃進行1小時攪拌。冷卻至10～15℃後，使氯甲酸甲酯15g滴下，同溫度進行1小時反應。反應液中加入水，使析出的固體過濾、乾燥，回收未反應原料之2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4(1H)-酮6.4g(收率11.3%)。將濾液的甲苯層以水洗淨後，進行濃縮，得到2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4-基　甲基碳酸酯55.6g(收率85.1%)。
參考例1：國際公開第2010/007964號文獻(專利文獻4)、實施例6：2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4-基　甲基碳酸酯之合成
於具備攪拌裝置、溫度計、迴流冷卻器的容量1000ml之玻璃製容器中氮環境下、加入二甲基乙醯胺694ml、鈉-t-丁氧化物35.2g、2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4(1H)-酮131g，在室溫下進行攪拌。使氯甲酸甲酯34.4g滴下，在室溫進行1小時反應。將該反應混合物注入5L塑膠容器中的水1735ml，在室溫進行2小時攪拌。使析出的固體以吸引過濾器進行過濾，以水洗淨。將固體減壓乾燥，得到2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4-基　甲基碳酸酯149.5g(收率98.8%)。
參考例2：國際公開第2010/007964號文獻(專利文獻4)、實施例8：2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4-基　甲基碳酸酯之合成
於具備攪拌裝置、溫度計、迴流冷卻器、氯化鈣管的容量2000ml的玻璃製燒瓶中，氮環境下、加入二甲基乙醯胺980ml、2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4(1H)-酮98g，冷卻至15℃。加入55%氫化鈉18.2g，在15～20℃進行1小時攪拌。使氯甲酸甲酯32.1g滴下，在室溫進行1小時反應。將該反應混合物注入10L塑膠容器中的冰水5L，在室溫進行2小時攪拌。使析出的固體以吸引過濾器進行過濾，以n-己烷與水洗淨。將固體減壓乾燥，得到2-乙基-3,7-二甲基-6-(4-(三氟甲氧基)苯氧基)喹啉-4-基　甲基碳酸酯103.3g(收率91.4%)。
發明的效果
在參考例1、2(國際公開第2010/007964號文獻(專利文獻4)、實施例6及8)的得到4-羰基氧基喹啉衍生物之習知製造法，作為鹼使用鈉-t-丁氧化物或氫化鈉。此等鹼反應性高、過量加入時，造成目的生成物的分解。因此需要嚴格管理鹼進料當量。又，此等鹼因具有吸濕分解性，故操作困難、且為昂貴的鹼，故在工業上的製造方法追求進一步的改良。進一步，作為反應溶劑需要使用大量二甲基乙醯胺，故生成物的純化操作中，需要添加二甲基乙醯胺進料量的2.5～5.1倍容量的水之操作，造成晶析槽大容量化，同時析出固體的過濾回收操作中有招致操作效率降低之虞。進一步，濾液中二甲基乙醯胺量多，對排水之負荷大，故有需由排水水溶液回收高沸點溶劑之二甲基乙醯胺的情形。
本發明之4-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法，藉由使用相間移動觸媒，變得可使用氫氧化鈉等便宜且操作容易的鹼。又，該反應中即使供應過量鹼當量時，亦幾乎無目的生成物的分解，在不需嚴格管理鹼添加當量觀點上為有利的製造方法。
進一步，在可使用容易餾去的甲苯、二氯甲烷等反應溶劑觀點上有利。亦即，認為在反應完畢後、可藉由簡便的水性洗淨之後處理後將溶劑餾去，目的生成物的晶析可在小容量晶析槽操作，純化精製操作效率上有優異效果。進一步，因使用的二甲基乙醯胺少，對排水之負擔減輕，在工業上為有利的製造方法。
亦即，根據上述實施例，證明了本發明之4-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法，係藉由喹諾酮衍生物與鹵化合物或酸酐之反應中，使用相間移動觸媒，而可使用便宜且操作容易的鹼，藉由此，不需進行嚴格鹼添加當量管理，且可使用容易餾去的反應溶劑，進一步減輕排水負荷之工業上有利，且高收率的製造方法。

Claims (4)

  1. 一種一般式(1)的4-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法， 〔式中、R1、R2及R3各自獨立為氫原子、鹵原子、可以鹵原子取代的C1-4烷基、或可以鹵原子取代的C1-4烷氧基，但，R1、R2及R3不同時為氫原子，R4及R5各自獨立為氫原子、或可以鹵原子取代的C1-4烷基，但，R4及R5不同時為氫原子，或者R4與R5一起成為-(CH2)m-(在此，m為3或4)，R6、R7、R8、R9及R10各自獨立為氫原子、鹵原子、可以鹵原子取代的C1-8烷基、可以鹵原子取代的C1-8烷氧基、可以鹵原子取代的C1-8烷基硫基、可以鹵原子取代的C2-4烯基氧基、可以鹵原子取代的C2-4烯基硫基、或可以鹵原子取代的C2-4炔基氧基，或者R6、R7、R8、R9及R10中任意相鄰的二個取代基一起成為可被1以上之鹵原子取代的-O-(CH2)n-O-(n為1或2)，R11為可以鹵原子取代的C1-8烷基、可以鹵原子取代的C3-6環狀烷基、可以鹵原子取代的C2-4烯基、OR12 (在此，R12為可以鹵原子取代的C1-8烷基、可以鹵原子取代的C3-6環狀烷基、或可以鹵原子取代的C2-4烯基)、SR13(在此，R13為可以鹵原子取代的C1-8烷基、可以鹵原子取代的C3-6環狀烷基、或可以鹵原子取代的C2-4烯基)］，其特徵係包含在相間移動觸媒、鹼、及溶劑的的存在下、使一般式(2)： 〔式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、及R10與式(1)所定義內容相同〕所表示的喹諾酮衍生物、與一般式(3)：[化3]R 11 COX (3)〔式中、R11與式(1)所定義內容相同，X為氟、氯、溴、及碘中任1種〕所表示的鹵化合物或一般式(4)： 〔式中、R11與式(1)所定義內容相同〕所表示的酸酐進行反應而成，且前述相間移動觸媒為溴化四丁基銨， 前述鹼，為鹼金屬或者鹼土類金屬之氫氧化物之水溶液或鹼金屬或者鹼土類金屬之碳酸化物之水溶液，且該鹼為40重量%以上，前述溶劑，為醯胺類與由芳香族烴類、鹵化芳香族烴類、鹵化脂肪族烴類、脂肪族烴類、醚類、及酮類所構成群組中選出的1種溶劑之混合溶劑。
  2. 如請求項1記載之一般式(1)的4-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法，其中，R1、R2及R3中任一個為甲基、三氟甲基、或甲氧基，其餘兩個為氫原子，R4及R5各自獨立為可以鹵原子取代的C1-4烷基，R6、R7、R8、R9及R10中任一個為三氟甲基、甲氧基、三氟甲氧基、或1,1,2,2-四氟乙氧基，其餘四個為氫原子，或者R7與R8一起成為-O-(CF2)2-O-，R11為OR12(在此R12為C1-4烷基)。
  3. 如請求項1或2記載之一般式(1)的4-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法，其中，前述鹼為40重量%以上之氫氧化鈉水溶液。
  4. 如請求項1或2記載之一般式(1)的4-羰基氧基喹啉衍生物之製造方法，其中，前述溶劑為甲苯與二甲基乙醯胺之混合溶劑。
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