專利名稱:制備氯基苯并噁唑類化合物的方法
技術領域:
本發(fā)明涉及制備可用于合成活性化合物的中間物的方法,活性化合物例如為植物保護劑或藥劑的化合物。
氯基苯并噁唑類化合物作為植物保護劑及藥劑的中間物已經具有很大的重要性,其性質及制備方法尤其是揭示在DE-A-3207153、EP-A-43573及GB-A-913910中。
使用上述公開的方法,可從例如2-巰基-1,3-苯并噁唑類化合物,經由使用不同的氯化劑用氯取代巰基后可制備氯基苯并噁唑類化合物,氯化硫以副產物獲得。
另一種制備方法涉及經適當取代的1,3-苯并噁唑-2-酮類化合物,使用過量的五氯化二磷將其轉化成氯基苯并噁唑類化合物(EP-A-572893、EP-A-141053、DE-A-3406909),例如在制備2,6-二氯苯并噁唑的情形下,使用6-氯代苯并噁唑-2-酮,再處理在此方法中使用的過量PCl5時,需要特殊的花費。
已知未經取代的硫代類似物1,3-苯并噻唑化合物可在氯化劑存在下直接氯化而轉化成2-氯代苯并-1,3-噻唑(DE-A-3234530),但是,此選擇性的單氯化反應對于類似的苯并噁唑尚未得知,相反地,DE-A-2059725顯示,在此情形下、在分子中發(fā)生過氯化反應,在占據可能的取代位置時并沒有任何選擇性。
需要一種沒有上述方法缺點的方法,以供制備氯基苯并噁唑類化合物。令人訝異地發(fā)現,氯基苯并噁唑類化合物可得自苯并噁唑類化合物的直接氯化,在此方法中可進行單氯化及或者是二氯化。
據此,本發(fā)明提供一種制備式(Ⅰ)氯基苯并噁唑類化合物的方法。 其中R1、R2及R4各彼此獨立地為H、鹵素、CN、NO2、C1-C5-烷基、C1-C5-烷氧基、芳基或芳氧基,其中最后提到的4個基團各為未經取代或經取代的,且(情形a)R3=H、鹵素、CN、NO2、C1-C5-烷基、C1-C5-烷氧基、芳基或芳氧基,其中最后提到的4個基團各為未經取代或經取代的,或(情形b)R3=氯,其特征在于,使式(Ⅱ)苯并噁唑類化合物 其中R1、R2及R4各相同于在式(Ⅰ)中的定義,且R3在情形(a)相同于在式(Ⅰ)中的定義,且R3在情形(b)為氫,在酸性催化劑存在下與氯化劑反應而得到單氯化產物(Ⅰ),或在情形(b)與過量的氯化劑反應,得到二氯化產物(Ⅰ),其中R3=氯。
根據本發(fā)明,式(Ⅰ)的2-氯衍生物可在高產量及高純度下選擇性地制備,而且我們的實驗顯示,如果苯并噁唑類化合物優(yōu)選為未經取代的苯并噁唑類化合物用過量的氯化劑進行的氯化反應成為相對應的2-氯代苯并噁唑類化合物后,可以選擇性地得到2,6-二氯代苯并噁唑類化合物,優(yōu)選為2,6-二氯代苯并噁唑,這樣的選擇性是預想不到的。
由于在DE-A-2059725中提示的結果,苯并噁唑的氯化預期可導致沒有選擇性的多元氯化,而且沒有預期提示的苯并噻唑氯化而得到2-氯代苯并噻唑的情形(DE-A-3234530)可轉移至苯并噁唑分子,因為苯并噁唑結構、尤其是苯并噁唑本身已知分別是更為敏感性(反應性)的分子系統(tǒng)及分子,因此從DE-A-2059725及DE-A-3234530中獲得的技術指導是清楚的且沒有任何矛盾。但是訝異地,即使是苯并噁唑類化合物,也可根據本發(fā)明進行選擇性的氯化反應,且通常在高產量及選擇性下得到式(Ⅰ)的氯代衍生物。
具有特別重要性的是根據本發(fā)明的方法,它提供上述式(Ⅰ)氯苯并噁唑類化合物的制備,其中R1、R2及R4各彼此獨立地為H、鹵素、CN、NO2、C1-C5-烷基、C1-C5-鹵代烷基、C1-C5-烷氧基,C1-C5-鹵代烷氧基、苯基或苯氧基,其中最后提到的2個基團各為未經取代的,或經一或多個選自包括鹵素、CN、NO2、C1-C4-烷基、C1-C4-鹵代烷基、C1-C4-烷氧基及C1-C4-鹵代烷氧基的取代基取代,優(yōu)選為H、鹵素例如氟、氯、溴或碘、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、CF3、CCl3、COF3或OCHF2,尤其是H或氯,且(情形a)在式(Ⅰ)中的R3為選自R1、R2及R4中可能的基團,優(yōu)選為H或氯,或(情形b)在式(Ⅰ)中的R3為氯。
在式(Ⅰ)及(Ⅱ)中,烷基、烷氧基、鹵代烷基、鹵代烷氧基以及相應未經取代和/或經取代的基團,在各情形下在碳骨架中可為直鏈或支鏈的,除非特別定義,這些基團中低碳骨架例如優(yōu)選為含1至4個碳原子,在不飽和基團情形下則優(yōu)選含2至4個碳原子。烷基以及其在組合基團例如烷氧基、鹵代烷基等中的烷基指例如甲基、乙基、正-或異丙基、正-、異-、叔-或2-丁基、戊基、己基例如正己基、異己基及1,3-二甲基丁基、庚基例如正庚基、1-甲基己基及1,4-二甲基戊基。
鹵素為例如氟、氯、溴或碘、鹵代烷基、-烯基及-炔基各為部分或全部經鹵素取代的烷基、烯基及炔基,優(yōu)選被氟、氯和/或溴取代,尤其是被氟或氯取代,例如CF3、CHF2、CH2F、CF3CF2、CH2FCHCl2、CCl3、CHCl2、CH2CH2Cl;鹵代烷氧基為例如OCF3、OCHF2、OCH2F、CF3CF2O、OCH2CF3及OCH2CH2Cl;這也適用于相應的鹵素烯基及其他經鹵素取代的基團。
芳基為單環(huán)、碳環(huán)芳族環(huán),其在經取代的情形下也包括二-或多環(huán)芳族系統(tǒng),其含至少一個芳族環(huán),及視需要還含其它芳族環(huán)或部分不飽和或飽和的環(huán);芳基為例如苯基、萘基、四氫萘基、茚基、2,3-二氫化茚基、并環(huán)戊二烯基、芴基等,優(yōu)選為苯基,芳氧基優(yōu)選為相應于上述芳基的含氧基,尤其是苯氧基。
經取代的基團例如經取代的烷基、芳基、苯基或苯氧基,為例如自未經取代的母體化合物衍生的、經取代的基團,取代基為例如一或多個、優(yōu)選為1、2或3個選自鹵素、烷氧基、鹵代烷氧基、烷硫基、羥基、氨基、硝基、氰基、疊氮基、烷氧羰基、烷基羰基、甲?;?、氨基甲?;?和二烷氨基羰基、經取代的氨基例如?;被?、單-或二烷氨基、及烷基亞磺?;Ⅺu代烷基亞磺?;?、烷基磺?;Ⅺu代烷基磺?;⒓霸诃h(huán)基情形下、還為烷基與鹵代烷基。含碳基團優(yōu)選為含1至4個碳原子的那些,尤其是含1或2個碳原子。優(yōu)選的是取代基通常選自鹵素例如氟及氯、C1-C4-烷基,優(yōu)選為甲基或乙基,C1-C4-鹵代烷基,優(yōu)選為三氟甲基、C1-C4-烷氧基,優(yōu)選為甲氧基或乙氧基、C1-C4-鹵代烷氧基、硝基及氰基,在此特別優(yōu)選的取代基是甲基、甲氧基及氯。
起始物質式(Ⅱ)的苯并噁唑類化合物可根據已知方法或類似的已知方法制備,苯并噁唑類化合物可得自例如使2-氨基酚類化合物與原甲酸酯類或與甲酸或甲酰胺反應(Houben-Weyl,“有機化學方法”,卷E8a)。
適合供氯化反應的溶劑為在反應情形下為惰性或以合適的方式參與反應的有機-或無機溶劑,例如在鹵化反應中慣用的溶劑或其混合物,在特定情形下,也可使用反應成分作為溶劑。合適的有機溶劑的實施例為-芳族或脂族烴類,例如苯、甲苯、二甲苯及石蠟,-鹵化的脂族或芳族烴類,例如氯化烷類及烯類、氯苯、鄰二氯苯,-腈類,例如乙腈,-羧酸類及其衍生物,例如乙酸或其酯類。合適的無機溶劑的實施例為-磷酰氯或SOCl2,它也作為氯化劑使用。
也可在沒有溶劑下進行反應,也就是在起始物質(Ⅱ)的熔化物或產物(Ⅰ)的熔化物或在其混合物中進行。
催化劑為酸性物質或其混合物,例如無機酸或其酸性鹽類;酸性離子交換樹脂;沸石(H型);其他酸性物質例如蒙脫土、或路易士酸例如過渡金屬的鹽類,例如FeHal3、AlHal3、Sb2Hal5、AzHal2、SnHal2、SnHal4、TiHal4、CuHal、CuHHal2等,Hal在各情形下為選自氟、氯、溴及碘的鹵素,優(yōu)選為氯、溴或碘,尤其是氯。優(yōu)選使用氯化鐵(Ⅲ)、三氯化鋁或蒙脫土,尤其是FeCl3或AlCl3。
催化劑用量可在大范圍內變化,催化劑的最佳量決定于具體的催化劑,且為例如從0.05至10摩爾%催化劑,優(yōu)選從0.1至3摩爾%,以式(Ⅱ)化合物的用量為基準計。
決定于溶劑、特定的式(Ⅰ)及(Ⅱ)化合物、催化劑及氯化劑,可進行反應的溫度可在大范圍內變化,合適的反應溫度范圍通常從20至200℃,決定于要進行單氯化或二氯化或多氯化副反應是否可能,反應溫度必須適當選擇,且如果必要時,需在預先實驗中最佳化,優(yōu)選的溫度范圍為從60至150℃,尤其是從80至140℃。
合適的氯化劑一般為可供氯化有機化合物的全部試劑、或其混合物或其組合,合適的氯化劑為例如氯氣、SO2Cl2、PCl3、PCl5、POCl3、SCl2、S2Cl2、SOCl2。也可使用這些或與其他氯化劑的混合物,優(yōu)選的是通入氯氣或使用氯化劑POCl3、PCl5或SOCl2。而且,優(yōu)選使用PCl3及氯氣的組合或PCl5及氯氣的組合它們當場產生PCl5。為此目的,例如使用不足化學計量量的PCl3或PCl5(在此情形下也稱為共氯化劑),例如從0.5至20摩爾%的量,優(yōu)選為1-10摩爾%,以式(Ⅱ)化合物為基準計,且其余的氯化劑以氯氣形式加入。
對于單氯化(a情形),每摩爾式(Ⅱ)化合物適宜使用等摩爾或稍微過量的氯化劑,優(yōu)選從1.0至1.8摩爾或1.0至1.2摩爾;對于二氯化(b情形),每摩爾式(Ⅱ)化合物適宜使用兩倍克分子量或稍微超過兩倍克分子量的氯化劑,優(yōu)選從2.0至2.4摩爾。如果每摩爾試劑可產生大于1克分子當量的氯,則需適當地減少氯化劑用量。
優(yōu)選如此進行合成,先加入熔化物形式的或在產物熔化物或在適當溶劑中的起始物質(式(Ⅱ)苯并噁唑衍生物)并加入催化劑。如果適當,再加入共氯化劑例如PCl3或PCl5。在所需的溫度及有效的攪拌下,緩慢計量加入氯氣或其他氯化劑。
在按逆流原理操作的反應器內進行反應,可達到相當高的轉化率。
所要的產物在高選擇性、高純度及非常高產量下獲得,經由例如精細蒸餾可得到的非常純的產物。
經由下列實施例更詳細說明本研究工作,但本發(fā)明不受限于這些具體實施例;除非另外說明,用量以重量為基準。
根據GC分析,95%的起始物質轉化成2,6-二氯苯并噁唑,將溶劑汽提去除后,在減壓下蒸餾粗產物,得到23.07克(0.122摩爾)的2,6-二氯苯并噁唑,GC純度99.5%=93.8%理論值。
將10克(0.065摩爾)6-氯苯并噁唑(純度>99%)溶解在70毫升磷酰氯中,并與0.26克無水三氯化鋁混合,將混合物加熱至90℃,然后在有效的攪拌下,在液面下通入氯氣,經由氣相層析法(GC分析)監(jiān)測反應進行,約6小時后,起始物質消耗后,使反應物料冷卻,并將反應混合物轉移至配備短Vigreux柱的蒸餾裝置內,先將過量的POCl3去除,隨后在減壓下蒸餾出純的2,6-二氯苯并噁唑,此得到11.6克的2,6-二氯苯并噁唑,GC純度大于99%,此相當于大于94%理論值的產量。
權利要求
1.一種制備式(Ⅰ)氯代苯并噁唑類化合物的方法 其中R1、R2及R4各彼此獨立地為H、鹵素、CN、NO2、C1-C5-烷基、C1-C5-烷氧基、芳基或芳氧基,其中最后提到的4個基團各為未經取代或經取代的,且在情形(a),R3=H、鹵素、CN、NO2、C1-C5-烷基、C1-C5-烷氧基、芳基或芳氧基,其中最后提到的4個基團各為未經取代或經取代的,或在情形(b),R3=氯,其特征在于,使式(Ⅱ)的苯并噁唑類化合物 其中R1、R2及R4各相同于在式(Ⅰ)中的定義,且R3在情形(a)中相同于在式(Ⅰ)的定義,R3在情形(b)中為氫,在酸性催化劑存在下與氯化劑反應,得到單氯化產物(Ⅰ),或在情形(b)之下與過量的氯化劑反應,得到二氯化產物(Ⅰ),其中R3=氯。
2.如權利要求1的方法,其中式(Ⅰ)中的R1、R2及R4各彼此獨立地為H、鹵素、CN、NO2、C1-C5-烷基,C1-C5-鹵代烷基、C1-C5-烷氧基、C1-C5-鹵代烷氧基、苯基或苯氧基,其中最后提到的2個基團各為未經取代的或經一或多個選自鹵素、CN、NO2、C1-C4-烷基、C1-C4-鹵代烷基、C1-C4-烷氧基及C1-C4-鹵代烷氧基的取代基取代,且(情形a)在式(Ⅰ)中的R3為選自R1、R2及R4中可能的基團定義,或(情形b)在式(Ⅰ)中的R3為氯。
3.如權利要求1或2的方法,其中化合物(Ⅰ)為2,6-二氯苯并噁唑。
4.如權利要求1-3之一的方法,其中反應是在有機或無機溶劑存在下或在沒有溶劑存在下進行的。
5.如權利要求1至4之一的方法,其中使用的氯化劑為氯氣、SO2Cl2、PCl3、PCl5、POCl3、SCl2、S2Cl2、SOCl2或上述試劑的混合物。
6.如權利要求1-4之一的方法,其中使用的氯化劑為氯氣與PCl3或PCl5的組合。
7.如權利要求1-6之一的方法,其中催化劑的用量為從0.05至10摩爾%,以式(Ⅱ)化合物的用量為基準計。
8.如權利要求1-7之一的方法,其中使用的催化劑為蒙脫土或路易士酸。
9.如權利要求1-8之一的方法,其中使用的催化劑為FeCl3或AlCl3。
10.如權利要求1-9之一的方法,其中反應溫度是從20至200℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備式(Ⅰ)氯代苯并噁唑類化合物的方法,其中R
文檔編號C07D263/58GK1282323SQ98812242
公開日2001年1月31日 申請日期1998年12月8日 優(yōu)先權日1997年12月16日
發(fā)明者H·J·雷塞爾, M·阿斯拉姆, J-P·德莫特, G·施萊格爾, W·韋爾特 申請人:阿溫提斯作物科學有限公司