TWI749046B - 製備經取代的2,3-二氫-1-苯并呋喃衍生物之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一種製備經取代的2,3-二氫-1-苯并呋喃衍生物之方法。

Description

製備經取代的2,3-二氫-1-苯并呋喃衍生物之方法
本發明關於一種製備經取代的2,3-二氫-1-苯并呋喃衍生物之方法。
經取代的2,3-二氫-1-苯并呋喃衍生物在經取代的苯乙烯衍生物之製備中為有用的中間物，其轉而在活性農藥成分之製備中為有用的中間物(參見WO 2012/025557例如)。
文獻中描述一種製備4-氯-2,3-二氫-1-苯并呋喃之可能方法。該製備係藉由使用1.2當量的NaH在催化量的CuCl(Tetrahedron Lett.2000,41,4011)存在下於100℃下在甲苯中的2-(2,6-二氯苯基)乙醇之分子內環化進行。該方法的缺點為作為原料之2-(2,6-二氯苯基)乙醇不能以工業規模獲得且必須藉由多階段高成本反應順序製備，NaH不適合以工業規模作為鹼且產生銅重金屬廢物。
一種製備4-甲基-2,3-二氫-1-苯并呋喃之方法係從WO 2009/062285得知。該製備係藉由2-溴-1-(2-羥基-6-甲基苯基)乙酮之環化以產生4-甲基苯并呋喃-3-酮及隨後還原以產生4-甲基-2,3-二氫-1-苯并呋喃來進行。缺點為用於此方法的起始材料也必須藉由複雜的多階段反應順序製備且兩階段的產率僅為42%。
製備2,3-二氫苯并呋喃之替代及一般可能性由環化2-(2-胺基苯基)乙醇衍生物之重氮鹽化合物組成。例如，於0℃下用NaNO2和H2SO4在水溶液中處理2-(2-胺基苯基)乙醇及接著將加熱反應混合物至50℃提供50%產率之2,3-二氫苯并呋喃(J.Chem.Soc.1941,287)。描述該反應在Acta Chem.Scand.B 1980,B34,73之相同條件下，具有35%的2,3-二氫苯并呋喃和50%的呈次要組分之2-(2-羥乙基)酚的產率。WO 2004/052851描述2-(2-胺基-5-氯苯基)丙烷-1,3-二醇在上述反應條件下產生(5-氯-2,3-二氫-1-苯并呋喃-3-基)甲醇之反應而沒有報告反應產率。此方法的缺點為在這些反應條件下2-(2-胺基-6-氯苯基)乙醇之反應，除了4-氯-2,3-二氫-1-苯并呋喃，形成呈次要組分之3-氯-2-(2-羥乙基)酚。4-氯-2,3-二氫-1-苯并呋喃之產率因此降低且需要另外的純化步驟。J.Am.Chem.Soc.2013,135,7086描述2'-胺基-3'-溴聯苯基-2-醇與1.2當量的NaNO2在TFA/水20：1的混合物中於0℃之反應和隨後將反應混合物加熱至70℃，隨之可以75%的產率分離4-溴二苯并[b,d]呋喃。用於例如2'-胺基-5-氯-4'-甲基聯苯基-2-醇之環化(並同時硝化)以產生2-氯-7-甲基-4-硝基二苯并[b,d]呋喃之類似反應條件係描述於RSC Adv.2015,5,44728中。此方法的缺點為在這些反應條件下2-(2-胺基-6-氯苯基)乙醇的反應，除了4-氯-2,3-二氫-1-苯并呋喃，形成呈次要組分之三氟乙酸3-氯-2-(2-羥乙基)苯基酯。4-氯-2,3-二氫-1-苯并呋喃的產率因此降低且需要另外的純化步驟。
由於經取代的2,3-二氫-1-苯并呋喃衍生物作為合成新穎活性農藥成分之單元的重要性，所以要解決的問題在於找到一種可以工業規模且廉價地使用及避開上述缺點的方法。也需要以高產率和高純度獲得特定的2,3-二氫-1-苯并呋喃衍生物，使得目標化合物較佳地不必進行任何進一步可能的複雜純化。
本目的為藉由一種製備式(I)之經取代的2,3-二氫-1-苯并呋喃衍生物之方法達成：
Figure 106127018-A0202-12-0002-1
 其中R1 為Cl(Ia)、Br(Ib)或甲基(Ic)，其特徵在於使式(II)之苯胺
Figure 106127018-A0202-12-0003-2
 其中R1為Cl、Br或甲基，在有機亞硝酸酯和有機或無機酸存在下在有機溶劑中反應以產生式(III)之重氮鹽，
Figure 106127018-A0202-12-0003-12
 其中R1 為Cl、Br或甲基，X- 為有機或無機酸之相對離子，其藉由加熱進一步反應以產生式(I)化合物。
較佳者為一種根據本發明之方法，其中式(I)、(II)、和(III)之基團定義如下：R1 為Cl，X- 為Cl-、HSO4 -、Cl3COO-、F3CCOO-。
本發明的另一態樣為式(IIIa)化合物之鹽：
Figure 106127018-A0202-12-0003-4
 其中X 為Cl-、HSO4 -、Cl3COO-、F3CCOO-。
方法之說明
根據本發明之反應係顯示於流程圖1中。
Figure 106127018-A0202-12-0004-5
用根據本發明之方法-式(II)之苯胺在有機亞硝酸酯和無機或有機酸存在下在有機溶劑中反應以產生式(III)之重氮鹽化合物及藉由加熱進一步反應以產生通式(I)化合物而以良好產率和高純度獲得所要通式(I)之2,3-二氫-1-苯并呋喃衍生物。
令人驚訝地，藉由使用在有機溶劑中的有機亞硝酸酯，較佳亞硝酸烷酯達成較高的產率和純度，並且抑制次要組分的形成。
用於根據本發明方法之有用溶劑原則上包括在反應條件下為惰性的任何有機非質子性溶劑或溶劑混合物，包括：腈諸如乙腈、丙腈和丁腈；烴和鹵化烴諸如己烷、庚烷、環己烷、甲基環己烷、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、對稱三甲苯、氯苯、鄰二氯苯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1-氯丁烷、苯甲醚或硝苯。較佳地，溶劑係選自烴和鹵化烴之群組：己烷、庚烷、環己烷、甲基環己烷、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、對稱三甲苯、氯苯、鄰二氯苯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1-氯丁烷、苯甲醚、硝苯或此等溶劑之混合物，或腈：乙腈、丙腈、丁腈。特佳者為使用1,2-二氯乙烷、1-氯丁烷、二氯甲烷、甲苯、二甲苯、氯苯、1,2-二氯苯及/或乙腈。
適當無機酸為鹽酸和硫酸。
適當有機酸為三氟乙酸(TFA)和三氯乙酸(TCA)。
適當有機亞硝酸酯為亞硝酸烷酯。較佳者為使用亞硝酸C1-C6-烷酯(諸如亞硝酸異丙酯、亞硝酸正丁酯、亞硝酸異丁酯、亞硝酸三級丁酯、亞硝 酸戊酯或亞硝酸異戊酯)。特佳者為使用選自下列之有機亞硝酸酯：從亞硝酸異丙酯、亞硝酸正丁酯、亞硝酸異丁酯、亞硝酸三級丁酯、亞硝酸戊酯和亞硝酸異戊酯。非常特佳者為使用亞硝酸正丁酯、亞硝酸三級丁酯及/或亞硝酸異戊酯。
特佳的是上述群組的溶劑、有機亞硝酸酯和酸之下列組合：a)一或多種腈作為溶劑、一或多種C1-C6-亞硝酸烷酯作為有機亞硝酸酯和硫酸或鹽酸作為酸；b)烴及/或鹵化烴作為溶劑、一或多種C1-C6-亞硝酸烷酯作為有機亞硝酸酯和三氟乙酸或三氯乙酸作為酸。
非常特佳的是上述群組的溶劑、有機亞硝酸酯和酸之下列組合：a)1,2-二氯乙烷、1-氯丁烷、二氯甲烷、氯苯、甲苯、二甲苯及/或1,2-二氯苯作為溶劑組合三氟乙酸或三氯乙酸作為酸組合亞硝酸正丁酯、亞硝酸三級丁酯及/或亞硝酸異戊酯作為亞硝酸酯；b)乙腈、丙腈及/或丁腈作為溶劑組合硫酸或鹽酸作為酸組合亞硝酸正丁酯、亞硝酸三級丁酯及/或亞硝酸異戊酯作為亞硝酸酯。
在根據本發明之方法中溫度可在寬範圍內變化。通常，式(III)之重氮鹽化合物係在0℃至20℃，較佳0℃至10℃的溫度下形成。特佳者為在0℃至5℃之範圍的溫度下下進行反應。關於式(III)化合物產生式(I)化合物之進一步反應，通常採用20℃至80℃，較佳60至80℃的溫度。
根據本發明之方法通常在標準壓力下進行。也可能在減壓或升壓(正壓)下進行反應。
式(II)化合物對上述群組之酸的莫耳比可在寬範圍內變化。通常，使用從1：1至1：3，較佳從1：2至1：3之莫耳比。特佳者為1：2之莫耳比。
式(II)化合物對上述群組之亞硝酸酯的莫耳比可在寬範圍內變化。通常，使用從1：1至1：2，較佳從1：1至1：1.5之莫耳比。特佳者為1：1.1之莫耳比。
式(II)之苯胺係從文獻得知且一些可以工業量取得(參見，例如，Tetrahedron Lett.2000,41,6319；Tetrahedron Lett.1993,34,1057；J.Org. Chem.1990,55,580)。
用於形成式(III)之重氮鹽化合物的反應之反應時間為短的且在0.5到2個小時的範圍。較長反應時間是可能的，但在經濟上不值得。式(III)化合物產生式(I)化合物之進一步反應的反應時間為短的且在0.5到2個小時的範圍。較長反應時間是可能的，但在經濟上不值得。
實施例
本發明藉由下列實施例更詳細地闡述，而不將本發明限於這些實施例。
4-氯-2,3-二氫-1-苯并呋喃(Ia)
於0-5℃下將三氟乙酸(15.4ml，200.4mmol)加至2-(2-胺基-6-氯苯基)乙醇(IIa)17.2g，100.2mmol)在1,2-二氯乙烷(55ml)中的溶液。在0-5℃的溫度下將亞硝酸正丁酯(95%，13.6ml，110.2mmol)計量加入歷時1h，及全部添加後，將混合物在該溫度下攪拌1h。不分離所得重氮鹽而直接進一步反應。重氮三氟乙酸鹽(IIIa，X=F3CCOO-)之分析數據如下：1H-NMR(DMSO-d6,400MHz)δ(ppm)=8.71(dd,J=8.3,1.2Hz,1H),8.41(dd,J=8.3,1.1Hz,1H),7.90(t,J=8.3Hz,1H),3.75(t,J=5.6Hz,2H),3.33(t,J=5.6Hz,2H)；1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ(ppm)=8.70(dd,J=8.3,1.0Hz,1H),8.08(dd,J=8.3,1.1Hz,1H),7.63(t,J=8.3Hz,1H),3.93(t,J=5.3Hz,2H),3.37(t,J=5.3Hz,2H)。重氮三氯乙酸鹽(IIIa，X=Cl3CCOO-)之分析數據如下：1H-NMR(DMSO-d6,400MHz)δ(ppm)=7.83(dd,J=8.0,1.1Hz,1H),7.62(dd,J=8.0,1.1Hz,1H),7.48(t,J=8.0Hz,1H),3.57(t,J=7.1Hz,2H),3.39(t,J=7.1Hz,2H)。重氮氯化物鹽(IIIa，X=Cl-)之分析數據如下：1H-NMR(DMSO-d6,400MHz)δ(ppm)=8.81(dd,J=8.4,1.1Hz,1H),8.41(dd,J=8.2,1.0Hz,1H),7.91(t,J=8.3Hz,1H),3.73(t,J=5.6Hz,2H),3.33(t,J=5.6Hz,2H)。重氮硫酸氫鹽(IIIa，X=HSO4 -)之分析數據如下：1H-NMR(DMSO-d6,400MHz)δ(ppm)=8.73(dd,J=8.3,1.1Hz,1H),8.40(dd,J=8.3,1.1Hz,1H),7.90(t,J=8.3Hz,1H),3.74(t,J=5.6Hz,2H),3.33(t,J=5.6 Hz,2H)。
在70-80℃下將上述溶液計量加至1,2-二氯乙烷(30ml)歷時1h，及全部添加後，將混合物在此溫度下再攪拌30分鐘。將反應溶液冷卻至20℃，用10%HCl溶液(20ml)洗滌。將有機相用硫酸鎂乾燥，過濾並在減壓下濃縮。然後將殘餘物在減壓下分餾(b.p.89-91℃/10毫巴，理論的11.9g，77%)。1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ(ppm)=7.04(tt,J=8.0,0.7Hz,1H),6,82(dd,J=8.0,0.7Hz,1H),6.67(d,J=8.1Hz,1H),4.60(t,J=8.7Hz,2H),3.25(t,J=8.7Hz,2H)。
4-溴-2,3-二氫-1-苯并呋喃(Ib)
b.p.106-108℃/10毫巴；1H-NMR(DMSO-d6,400MHz)δ(ppm)=7.05(t,J=7.7Hz,1H),7.01(dd,J=8.1,1.1Hz,1H),6.76(dd,J=7.6,1.1Hz,1H),4.58(t,J=8.7Hz,2H),3.17(t,J=8.7Hz,2H)。
4-甲基-2,3-二氫-1-苯并呋喃(Ic)
b.p.89-91℃/10毫巴；1H-NMR(DMSO-d6,400MHz)δ(ppm)=6.96(t,J=7.7Hz,1H),6.63(d,J=7.6Hz,1H),6.55(d,J=8.0Hz,1H),4.50(t,J=8.7Hz,2H),3.08(t,J=8.7Hz,2H),2.19(s,3H)。
比較例： 獲得呈次要組分之3-氯-2-(2-羥乙基)酚之4-氯-2,3-二氫-1-苯并呋喃(Ia)的製備
Figure 106127018-A0202-12-0007-6
將2-(2-胺基-6-氯苯基)乙醇(IIa)(10.0g，58.3mmol)溶解在水(250ml)和濃硫酸(25.0ml)的混合物中並冷卻至0℃。在0-5℃的溫度下計量加入亞硝酸鈉(7.24g，104.9mmol)在水(50.0ml)中的溶液歷時1h，及全部 添加後，將混合物在0℃下進一步攪拌1h。HPLC顯示完全轉化為重氮鹽。不分離所得重氮鹽而直接進一步反應。
在80-90℃下將上述溶液計量加至水(50ml)中歷時1h，及全部添加後，將混合物在此溫度下再攪拌30分鐘。HPLC顯示重氮鹽轉化至4-氯-2,3-二氫-1-苯并呋喃(Ia，41面積% HPLC))和3-氯-2-(2-羥乙基)酚(IVa，56面積% HPLC)。將反應混合物冷卻至20℃，用乙酸乙酯萃取三次(每次100ml)。將合併的有機相用5%NaOH洗滌三次(每次100ml)。將殘餘有機相用飽和氯化鈉溶液洗滌，用MgSO4乾燥及在旋轉蒸發器上濃縮。此產生呈橙黃色油的4-氯-2,3-二氫-1-苯并呋喃(Ia)(4.0g，純度：91面積% HPLC，產率：理論的40%，分析數據：參見發明例)。藉由添加20%HCl溶液使組合的NaOH水相至1-2之pH，然後用EtOAc萃取三次(每次100ml)。將組合之有機相用飽和氯化鈉溶液洗滌，用MgSO4乾燥及在旋轉蒸發器上濃縮。此產生具有下列分析數據之呈橙黃色油的3-氯-2-(2-羥乙基)酚(IVa)(4.0g，純度：96面積% HPLC，產率：理論的38%)：1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ(ppm)=7.07(t,J=8.1Hz,1H),6.97(d,J=8.1Hz,1H),6.85(d,J=8.1Hz,1H),4.01(t,J=8.5Hz,2H),3.12(t,J=8.5Hz,2H)。

Claims (8)

  1. 一種製備經取代的式(I)之2,3-二氫-1-苯并呋喃衍生物之方法：
    Figure 106127018-A0305-02-0011-1
     其中R1 為Cl(Ia)、Br(Ib)或甲基(Ic)，其特徵在於使一種式(II)之苯胺
    Figure 106127018-A0305-02-0011-2
     其中R1為Cl、Br或甲基，在有機亞硝酸酯和有機或無機酸存在下在有機溶劑中反應以產生式(III)之重氮鹽，
    Figure 106127018-A0305-02-0011-3
     其中R1為Cl、Br或甲基，X- 為有機或無機酸的抗衡離子，其藉由加熱進一步反應以產生式(I)化合物。
  2. 根據申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於R1 為Cl。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵在於X-為Cl-、HSO4 -、 Cl3COO-或F3CCOO-。
  4. 根據申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵在於腈、烴及/烴係用作為溶劑。
  5. 根據申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵在於所使用之溶劑為二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1-氯丁烷、甲苯、二甲苯、氯苯、1,2-二氯苯及/或乙腈。
  6. 根據申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵在於所使用之有機亞硝酸酯為亞硝酸C1-C6-烷酯。
  7. 根據申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵在於下列溶劑、有機亞硝酸酯和酸的組合中之一者係使用於反應：a)一或多種腈作為溶劑，一或多種C1-C6-亞硝酸烷酯作為有機亞硝酸酯及硫酸或鹽酸作為酸；b)烴及/或鹵化烴作為溶劑，一或多種C1-C6-亞硝酸烷酯作為有機亞硝酸酯及三氟乙酸或三氯乙酸作為酸。
  8. 根據申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵在於下列溶劑、有機亞硝酸酯和酸的組合中之一者係使用於反應：a)乙腈、丙腈及/或丁腈組合硫酸或鹽酸組合亞硝酸正丁酯、亞硝酸三級丁酯及/或亞硝酸異戊酯；b)1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、1-氯丁烷、甲苯、二甲苯、氯苯及/或1,2-二氯苯組合三氟乙酸或三氯乙酸組合亞硝酸正丁酯、亞硝酸三級丁酯及/或亞硝酸異戊酯。
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