專利名稱：制備噻唑衍生物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及中間體噻唑化合物和制備2-氯-5-氯甲基-噻唑的方法，該化合物是用于制備殺蟲劑的已知化合物。
發(fā)明的
背景技術(shù)：
已知2-氯-5-氯甲基-噻唑是制備殺蟲劑的中間體。參見Beck等人，歐洲專利申請?zhí)?92,060,USP4,748,243，和EP 448,913，其中描述了通過使某些烯丙基異氰酸酯與氯進(jìn)行反應(yīng)制備2-氯-5-氯甲基-噻唑的方法。
發(fā)明綜述出人意料的是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)2-氯-5-氯甲基噻唑通?？捎?-氯-5-羥甲基噻唑、2-羥基-5-羥甲基噻唑或5-羥甲基噻唑-2-重氮鹽化合物制備。這些方法避免了使用烯丙基異氰酸酯與氯的成本問題和危險(xiǎn)性。此外，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)2-氯-5-羥甲基噻唑和2-羥基-5-羥甲基噻唑可通過5-羥甲基噻唑-2-重氮鎓中間體制備。出人意料之外地是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)2-氯-5-羥甲基噻唑、2-羥基-5-羥甲基噻唑或5-羥甲基噻唑-2-重氮鹽可由已知化合物2-氨基-5-羥甲基噻唑衍生制備。
發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案是下式的2-羥基-5-羥甲基-噻唑 (和其酸加成鹽)也可以用于制備2-氯-5-氯甲基-噻唑可以理解的是，2-羥基-5-羥甲基噻唑的鹽也可以類似的用作中間體，并且是即將公開的本發(fā)明的一部分。例如，2-氯-5-羥甲基噻唑和2-羥基-5-羥甲基噻唑的鹽酸鹽也可用作制備2-氯-5-氯甲基噻唑的中間體。
本發(fā)明另一實(shí)施方案是下式的5-羥甲基噻唑-2-重氮鹽 (和其酸加成鹽)，其中A-是由酸HA衍生的平衡的陰離子，所述的HA是有機(jī)酸或無機(jī)酸。有機(jī)酸例如是甲酸、乙酸或苯甲酸。無機(jī)酸例如是鹵酸、硫酸、硝酸或磷酸。優(yōu)選A-是鹵素陰離子、式-OSO2R1陰離子，其中R1是C1-C4烷基、苯基、C7-C10-烷基-芳基或C5-C10-環(huán)烷基；或式-OOC-R2陰離子，其中R2是C1-C4-鹵代烷基或R1。重氮鹽用于制備2-氯-5-羥甲基噻唑、2-羥基-5-羥甲基噻唑和2-氯-5-氯甲基噻唑。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案是制備2-氯-5-氯甲基噻唑(和其酸加成鹽)的方法，該方法包括使已知的2-氯-5-羥甲基噻唑、或2-羥基-5-羥甲基噻唑、或5-羥甲基噻唑-2-重氮鹽在酸存在下與氯陰離子源反應(yīng)的步驟。氯離子源選自但不限于下述來源無機(jī)酸、氯化物鹽、?；群突酋Ｂ?。起氯離子源作用的無機(jī)酸例如是HCl、SOCl2、PCl3、POCl3或PCl5。氯化物鹽例如是NaCl，KCl，CaCl2，氯化銨或一、二、三、四-烷基氯化銨。?；壤缈梢允且阴Ｂ然虮郊柞Ｂ?；或者例如是氯甲酸酯或硫代氯甲酸酯，例如氯甲酸乙酯或硫代氯甲酸乙酯?；酋Ｂ壤缈梢允羌谆酋Ｂ然蚣妆交酋Ｂ??？梢岳斫獾氖?，當(dāng)起始試劑是鹽酸的加成鹽或是5-羥甲基噻唑-2-氯化重氮鹽時(shí)，起始試劑本身也可以作為氯化物陰離子源。
熟練技術(shù)人員知道在適當(dāng)?shù)穆汝庪x子源與2-氯-5-羥甲基噻唑、2-羥基-5-羥甲基噻唑或存在于反應(yīng)介質(zhì)中的任何羥基化的溶劑在原處反應(yīng)，可能會(huì)在反應(yīng)介質(zhì)中產(chǎn)生所存在的酸。反應(yīng)介質(zhì)中酸的存在也可以由加入有機(jī)酸或無機(jī)酸來提供。有機(jī)酸例如是甲酸、乙酸或苯甲酸。無機(jī)酸例如是鹵酸、硫酸、硝酸、三氧化硫、磷酸或五氧化磷。
本發(fā)明的方法優(yōu)選在溶劑中進(jìn)行。溶劑的實(shí)例可以是己烷、環(huán)己烷、氯仿、二氯甲烷、乙醚、四氫呋喃、甲苯、或水，或它們的混合物。在有水存在時(shí)，由于水解有可能會(huì)產(chǎn)生其它副產(chǎn)物。本發(fā)明的方法在回流條件下進(jìn)行可能會(huì)更有利。
本發(fā)明另一實(shí)施方案是制備2-氯-5-羥甲基噻唑(和其酸加成鹽)的方法，該方法包括使已知的2-氨基-5-羥甲基噻唑(和其酸加成鹽)與堿金屬的亞硝酸鹽在酸存在下或在氯陰離子源存在下進(jìn)行反應(yīng)的步驟。堿金屬亞硝酸鹽可以是亞硝酸鈉或亞硝酸鉀。氯陰離子源的存在可以通過加入上述的氯陰離子源而獲得。在反應(yīng)介質(zhì)中酸的存在可以與上文所討論的2-氯-5-氯甲基噻唑的制備的類似方式達(dá)到。可以理解的是，在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件下(例如溫度、壓力、濃度、反應(yīng)時(shí)間等)，2-氯-5-氯甲基噻唑可由2-氨基-5-羥基甲基噻唑直接制備，中間體2-氯-5-羥基甲基噻唑可以不進(jìn)行分離和純化。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案是制備2-氯-5-羥基甲基噻唑(和其酸加成鹽)的方法，該方法包括在酸存在下，使5-羥甲基噻唑-2-重氮鹽與氯陰離子源進(jìn)行反應(yīng)的步驟。與氯陰離子源和所存在的酸有關(guān)的反應(yīng)條件與上文關(guān)于2-氯-5-氯甲基噻唑的制備所討論的相同或類似?？梢岳斫獾氖?，在使用5-羥甲基噻唑-2-氯化重氮(或其鹽酸鹽)時(shí)，它的作用也是氯陰離子源。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案是制備2-羥基-5-羥基甲基噻唑(和其酸加成鹽)的方法，該方法包括使2-氨基-5-羥甲基噻唑(和其酸加成鹽)與堿金屬亞硝酸鹽在水存在下進(jìn)行反應(yīng)的步驟。堿金屬亞硝酸鹽可以是亞硝酸鈉或亞硝酸鉀。加入水或進(jìn)行前述制備2-氨基-5-羥甲基噻唑的各步反應(yīng)可以得到系統(tǒng)所需要的水。因此，可以理解的是，在酸存在下，進(jìn)一步加入氯陰離子源可由2-氨基-5-羥基甲基噻唑直接制備2-氯-5-氯甲基噻唑，中間體2-羥基-5-羥基甲基噻唑可以不進(jìn)行分離和純化。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案是制備2-羥基-5-羥基氯甲基噻唑(和其酸加成鹽)的方法，該方法包括使5-羥甲基噻唑-2-重氮鹽與水進(jìn)行反應(yīng)的步驟。
本發(fā)明另一實(shí)施方案是制備式(I)的5-羥甲基噻唑-2-重氮鹽(和其酸加成鹽)的方法，該方法包括使2-氨基-5-羥甲基噻唑與堿金屬的亞硝酸鹽在酸存在下進(jìn)行反應(yīng)的步驟。堿金屬亞硝酸鹽可以是亞硝酸鈉或亞硝酸鉀。在反應(yīng)介質(zhì)中的酸可以與上文所討論的制備2-氯-5-氯甲基噻唑的類似方式實(shí)現(xiàn)。可以理解的是，加入氯陰離子源和采用其它適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件(例如溫度、壓力、濃度、反應(yīng)時(shí)間等)，2-氯-5-氯甲基噻唑可由2-氨基-5-羥基甲基噻唑直接制備，中間體5-羥甲基噻唑-2-重氮鹽可以不進(jìn)行分離和純化?？梢岳斫獾氖?，5-羥甲基噻唑-2-氯化重氮鹽(或其鹽酸鹽)也可以作為氯陰離子源。
本發(fā)明的另一方面是2-氨基-5-羥噻唑(和其酸加成鹽)用堿金屬亞硝酸鹽水溶液進(jìn)行重氮化反應(yīng)的產(chǎn)物。式(I)的5-羥甲基噻唑-2-重氮鹽或重氮化反應(yīng)的產(chǎn)物(重氮化的程度不同)兩者均是本發(fā)明要公開的特征。關(guān)于本文所公開的重氮鹽和制備式(I)化合物的方法的保護(hù)范圍不受關(guān)于配位、平衡、用于制備重氮鹽或最后產(chǎn)物的組分的反應(yīng)或酸堿化學(xué)的特定化學(xué)理論的限制。本發(fā)明的另一方面是式(I)的5-羥甲基噻唑-2-重氮鹽，該鹽進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，得到鹽的另一變化形式，或與其它化學(xué)組分相互之間進(jìn)行反應(yīng)，形成其它更穩(wěn)定的化合物或其酸加成鹽。相應(yīng)的，本發(fā)明包括適當(dāng)組分的基本穩(wěn)定的組合物，以及化學(xué)結(jié)合組合物。所述的“穩(wěn)定組合物(Static composition)”是指1)該組合物由基本不會(huì)由于與其它組合物組分結(jié)合或相互反應(yīng)而改變的組分組成，或2)該組合物已經(jīng)反應(yīng)至相對穩(wěn)定的點(diǎn)?！盎瘜W(xué)結(jié)合組合物(Chemically Integrated composition)”是指來自任何平衡、配位、離解或其它化學(xué)轉(zhuǎn)化(如果有的話)的組合物，這些作用可以發(fā)生在用于制備產(chǎn)物組合物的試劑結(jié)合之后，所述的組合物含有式(I)的鹽，并且基本是在用于制備2-氯-5-羥甲基噻唑、2-氯-5-氯甲基噻唑和2-羥基-5-羥甲基噻唑之前。因此，本發(fā)明所定義的“化學(xué)結(jié)合組合物”包括不變的“穩(wěn)定組合物”的情況，以及以介于最初進(jìn)行制備和最后進(jìn)行應(yīng)用之間任意一點(diǎn)上存在的平衡或半平衡的組合物?？偠灾?，本發(fā)明公開所涉及的重氮鹽不限于化學(xué)上是不變構(gòu)成組分的穩(wěn)定的組合物。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案是制備2-氨基-5-羥甲基噻唑(和其酸加成鹽)的方法，該方法包括使環(huán)氧丙醛與硫脲反應(yīng)的步驟，該反應(yīng)優(yōu)選在含水溶劑系統(tǒng)中進(jìn)行。環(huán)氧丙醛是已知的化合物，并可用例如使丙烯醛與環(huán)氧化試劑進(jìn)行反應(yīng)來制備，所述反應(yīng)優(yōu)選在含水溶劑系統(tǒng)中進(jìn)行。可作為環(huán)氧化試劑的環(huán)氧化物是已知的，包括過氧化氫、烷基過氧化氫、二烷基過氧化物、過酸和過酸的酐。過酸的實(shí)例包括過乙酸和過苯甲酸。
本發(fā)明的另一方面是通過使丙烯醛與過氧化物反應(yīng)，接著再與硫脲反應(yīng)可直接制備2-氨基-5-羥噻唑，而無須分離出中間體環(huán)氧丙醛。反應(yīng)優(yōu)選在含水溶劑系統(tǒng)中進(jìn)行。
所述的“加成鹽”是指與無機(jī)酸或有機(jī)酸相互作用而產(chǎn)生的本發(fā)明化合物(或鹽)。酸加成鹽也可以是與有機(jī)溶劑或水的加合物。
由無機(jī)酸衍生的酸加成鹽的實(shí)例包括鹽酸鹽、氫溴酸鹽、氫碘酸鹽、硫酸鹽、硫酸氫鹽、磷酸鹽、一氫磷酸鹽、二氫磷酸鹽、硝酸鹽和硫氰酸鹽。由有機(jī)酸衍生的酸加成鹽的實(shí)例包括羧酸鹽、磺酸鹽和膦酸鹽。由羧酸衍生的酸加成鹽的實(shí)例包括甲酸鹽、乙酸鹽、丙酸鹽、丁酸鹽、肉桂酸鹽、苯甲酸鹽、乳酸鹽、草酸鹽、丙二酸鹽、琥珀酸鹽、戊二酸鹽、己二酸鹽、馬來酸鹽、富馬酸鹽、鄰苯二甲酸鹽、檸檬酸鹽、酒石酸鹽、水楊酸鹽、煙酸鹽、扁桃酸鹽和氨基酸的鹽。由磺酸衍生的酸加成鹽的實(shí)例包括烷基磺酸鹽(例如甲磺酸鹽)、苯磺酸鹽(例如甲苯磺酸鹽)、萘磺酸鹽和樟腦磺酸鹽。由；膦酸衍生的酸加成鹽的實(shí)例包括烷基膦酸鹽(例如甲基膦酸鹽)和苯膦酸鹽(例如苯基膦酸鹽)。
本文中的“烷基”是指直鏈或支鏈的C1-C10烷基基團(tuán)。適當(dāng)?shù)耐榛鶊F(tuán)的實(shí)例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、新戊基、正己基、正辛基和正癸基。
下面的流程1為本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案和它們之間的相互關(guān)系作了進(jìn)一步的說明。
流程1制備2-氯-5-氯甲基噻唑的合成路線
下面的實(shí)施例進(jìn)一步說明了本發(fā)明的某些特定特征，但并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中，除非另有說明，其中的溫度是指攝氏度。
實(shí)施例1制備環(huán)氧丙醛將800ml水和119g 30％過氧化氫(1.04mol)的溶液的pH調(diào)節(jié)至8.0-8.5，冷卻至10℃。使pH保持在8-8.5，溫度保持在10-20℃，滴加56g(1.00mol)丙烯醛。環(huán)氧丙醛水溶液在直接用于制備2-氨基-5-羥甲基噻唑之前需要在冷卻下保存。產(chǎn)物也可以用已知方法分離。
實(shí)施例2制備2-氨基-5-羥甲基噻唑?qū)?shí)施例1得到的環(huán)氧丙醛溶液冷卻至0℃，在劇烈攪拌下分批加76g(1.00mol)硫脲。加完后，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中真空除去水，分離出的油即為產(chǎn)物(91.3g)。
實(shí)施例3制備5-羥甲基噻唑-2-氯化重氮鹽在反應(yīng)容器中加入2-氨基-5-羥甲基噻唑(1.0mol，濃鹽酸溶液)，使該溶液冷卻至0℃，在劇烈攪拌下向反應(yīng)器中滴加亞硝酸鈉(1.1當(dāng)量，濃鹽酸溶液)，使溫度保持在0-20℃。加入完成后，使反應(yīng)介質(zhì)保持0℃，攪拌3小時(shí)。然后，過量的亞硝酸通過加入硫脲使其停止反應(yīng)。用已知的萃取和溶劑分離方法可分離出產(chǎn)物5-羥甲基噻唑-2-重氮鹽，或者將該反應(yīng)產(chǎn)物直接用于制備2-氯-5-羥甲基噻唑、2-羥基-5-羥甲基噻唑和2-氯-5-氯甲基噻唑。
實(shí)施例4制備2-氯-5-羥甲基噻唑
將1L實(shí)施例2產(chǎn)物(含有差不多0.6mol的氨基-羥甲基噻唑)的水溶液與35ml濃鹽酸混合，此時(shí)pH達(dá)到3。將溶液冷卻至0℃，分批加入亞硝酸鈉(30g，0.45mol)。使溫度保持在0℃，同時(shí)再滴加15ml濃鹽酸。加入氯化亞銅(35g)，混合物在48℃加熱1小時(shí)。冷卻后過濾溶液，加入乙酸酐(100g)和脲(10g)。該溶液用丁醇萃取得到2-氯-5-羥甲基噻唑。
實(shí)施例5制備2-氯-5-氯甲基噻唑。
如上述實(shí)施例2所述在水中制備一批1.0mol的2-氨基-5-羥甲基噻唑。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去水，殘余物溶解于500ml濃鹽酸。使該溶液冷卻至-5至5℃之間，然后分批加入1.0mol亞硝酸鈉。在放熱反應(yīng)之后，反應(yīng)溫度提高至11℃。攪拌該溶液2小時(shí)。加入20g脲，接著再加入50ml濃鹽酸。將該溶液冷卻至0℃，加入8g金屬銅，攪拌該溶液過夜。混合物用甲基丁基酮萃取3次。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去溶劑，得到油(18g)。經(jīng)GCMS鑒定為2-氯-5-氯甲基噻唑。
總之，可以看出本發(fā)明提供了用于制備2-氯-5-氯甲基噻唑的新中間體，所述的2-氯-5-氯甲基噻唑是已知的制備農(nóng)藥的中間體。本發(fā)明還包括用于制備2-氯-5-氯甲基噻唑的中間體的制備方法。在比例、步驟和材料上可以有變化，但不會(huì)脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.下式化合物 和其酸加成鹽。
2.下式的5-羥基噻唑-2-重氮鹽 和其酸加成鹽，其中A-是由酸HA衍生的平衡陰離子，所述的HA是有機(jī)酸或無機(jī)酸。
3.制備下式化合物和其酸加成鹽的方法， 該方法包括使下式的2-氯-5-羥甲基噻唑 在酸存在下與氯陰離子源進(jìn)行反應(yīng)的步驟。
4.權(quán)利要求3的方法，其中的氯陰離子源選自無機(jī)酸、氯化物鹽、?；群突酋Ｂ?。
5.權(quán)利要求4的方法，其中的氯離子源選自下述來源HCl、SOCl2、PCl3、POCl3、PCl5、乙酰氯、苯甲酰氯、甲磺酰氯和甲苯磺酰氯
6.權(quán)利要求5的方法，其中的氯陰離子源是甲苯磺酰氯。
7.權(quán)利要求5的方法，其中的氯陰離子源是鹽酸。
8.制備下式化合物和其酸加成鹽的方法， 該方法包括使下式的2-羥基-5-羥甲基噻唑 在酸存在下與氯陰離子源進(jìn)行反應(yīng)的步驟。
9.制備下式化合物和其酸加成鹽的方法， 該方法包括使下式的5-羥甲基噻唑-重氮鹽 在酸存在下與氯陰離子源進(jìn)行反應(yīng)的步驟，其中A-是由酸HA衍生的平衡陰離子，所述的HA是有機(jī)酸或無機(jī)酸。
10.制備下式5-羥甲基噻唑-重氮鹽和其酸加成鹽的方法 其中A-是由酸HA衍生的平衡陰離子，所述的HA是有機(jī)酸或無機(jī)酸，該方法包括使下式化合物 在酸存在下與堿金屬亞硝酸鹽進(jìn)行反應(yīng)的步驟。
11.制備下式化合物和其酸加成鹽的方法， 該方法包括使下式的環(huán)氧化合物 與硫脲進(jìn)行反應(yīng)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及中間體噻唑化合物和制備2－氯－5－氯甲基噻唑的方法,已知該化合物可用于制備殺蟲劑。
文檔編號C07D277/38GK1368966SQ00811445
公開日2002年9月11日 申請日期2000年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月10日
發(fā)明者K·考伯拉 申請人:辛根塔參與股份公司