(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/EP00/05762 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (21) Numer zgłoszenia: (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/EP00/05762 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: , WO01/00623 PCT Gazette nr 01/01 (51) Int.Cl. C07D 417/06 ( ) C07B 61/00 ( ) (54) Sposób wytwarzania tiametoksamu (30) Pierwszeństwo: ,CH,1171/99 (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 17/03 (73) Uprawniony z patentu: SYNGENTA PARTICIPATIONS AG,Bazylea,CH (72) Twórca(y) wynalazku: Gottfried Seifert,Magden,CH Thomas Rapold,Wallbach,CH Verena Gisin,Ueken,CH (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 07/09 (74) Pełnomocnik: Jolanta Górczak, JAN WIERZCHOŃ & PARTNERZY, BIURO PATENTÓW I ZNAKÓW TOWAROWYCH PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania tiametoksamu. Wiadomo, że w celu wytworzenia podstawionych nitroguanidyn, takich jak tiametoksam (znany z EP-A ) można wprowadzać dalszy podstawnik (np. przez alkilowanie) do tych związków, które już mogą być podstawione jednokrotnie lub wielokrotnie (np. zgłoszenie patentowe EP ). Z powodu obecności kilku atomów wodoru w substancjach wydzielonych jako materiały wyjściowe w tych reakcjach dotychczas proponowane reakcje podstawiania tego rodzaju często są nieselektywne i prowadzą do niepożądanych produktów podstawiania. Wyżej wymienione zgłoszenie patentowe EP przedstawia jako przykład wytwarzanie 1,3-podstawionych 2-nitroguanidyn przez reakcję jednopodstawionych nitroizotiomoczników z aminami pierwszorzędowymi z odszczepieniem merkaptanu. Jednakże te związki nitroizotiomocznikowe, zawierające opuszczające grupy alkilotio, które proponuje się jako wyjściowe związki w znanych sposobach, można otrzymywać tylko z dużymi trudnościami. W EP-A opisano także sposób wytwarzania pochodnych nitroguanidyn przez hydrolizę heksahydrotriazyn. Stwierdzono, że wyżej przedstawione sposoby wytwarzania tiametoksamu nie spełniają wymagań, żądanych od sposobów chemicznego wytwarzania, takich jak wymagania w odniesieniu do dostępności, toksyczności, trwałości przy przechowywaniu i czystości wyjściowych materiałów i zaróbek, czasu trwania reakcji, zużycia energii oraz wielkości produkcji, uzyskiwanej danym sposobem, ilości i odzysku narastających produktów ubocznych i produktów odpadowych, a także czystości i wydajności końcowego produktu. Z publikacji JP jest znana reakcja 3-metylo-4-nitroimino-perhydro-1,3,5-oksadiazyny z pochodną tiazolu - 2-chloro-5-chlorometylotiazolem, prowadzona w obecności zasady (np. wodorotlenek sodu) oraz rozpuszczalnika (np. chlorek metylenu). Jednakże wydajność procesu (około 10%) nie jest zadowalająca. Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania tiametoksamu z łatwych do wytwarzania związków wyjściowych, który umożliwia ściśle określone podstawianie bez otrzymywania większych ilości niepożądanych produktów ubocznych. Według wynalazku, sposób wytwarzania tiametoksamu o wzorze charakteryzuje się tym, że związek o wzorze (I) (II) poddaje się reakcji, w obecności rozpuszczalnika lub rozcieńczalnika, które stanowią ester kwasu węglowego, w obecności katalizatora przeniesienia fazowego, stanowiącego czwartorzędowy związek amoniowy, oraz w obecności zasady, stanowiącej węglan, ze związkiem o wzorze (III) w którym Q oznacza chlorowiec. Korzystnie, jako katalizator przeniesienia fazowego stosuje się czwartorzędowy wodorotlenek amoniowy, zwłaszcza czwartorzędowy wodorotlenek amoniowy w postaci pięciowodzianu.

3 PL B1 3 Korzystnie, jako rozpuszczalnik lub rozcieńczalnik stosuje się węglan wybrany spośród węglanu dimetylowego i węglanu dietylowego, zwłaszcza węglan dimetylowy. Korzystnie, jako rozpuszczalnik lub rozcieńczalnik stosuje się węglan dimetylowy, a jako katalizator przeniesienia fazowego stosuje się czwartorzędowy wodorotlenek amoniowy. Korzystnie, jako zasadę stosuje się węglan potasu. Nieoczekiwanie stwierdzono, że prowadzenie reakcji w obecności estru kwasu węglowego (stanowiącego rozpuszczalnik lub rozcieńczalnik), w obecności czwartorzędowego związku amoniowego (stanowiącego katalizator przeniesienia fazowego) i w obecności węglanu (stanowiącego związek zasadowy), pozwala na wytworzenie tiametoksamu z wysoką wydajnością, w odniesieniu do wyjściowego tiazolu. Tiametoksam o wzorze (I) ( ) może częściowo występować w postaci tautomerów. A zatem, każde odniesienie się do związku o wzorze (I) należy rozumieć jako obejmujące również jego odpowiednie tautomery, nawet jeśli te ostatnie nie są specjalnie wymieniane w każdym przypadku. Związek o wzorze (I) oraz, jeśli trzeba, jego izomery E/Z oraz tautomery mogą występować jako sole. Związek o wzorze (I), zawierający centrum zasadowe, może tworzyć np. addycyjne sole z kwasami. Powstają one np. z mocnymi kwasami nieorganicznymi, takimi jak kwasy mineralne, np. kwas siarkowy, kwas fosforowy lub kwas halogenowodorowy, z mocnymi organicznymi kwasami karboksylowymi, takimi jak kwasy C 1 -C 4 -alkanokarboksylowe, w razie potrzeby podstawione np. halogenem, np. kwas octowy, takimi jak ewentualnie nienasycone kwasy dikarboksylowe, np. kwas szczawiowy, malonowy, maleinowy, fumarowy lub ftalowy, takimi jak kwasy hydroksykarboksylowe, np. kwas askorbinowy, mlekowy, jabłkowy, winowy lub cytrynowy, albo z kwasem benzoesowym, albo z organicznymi kwasami sulfonowymi, takimi jak kwasy C 1 -C 4 alkanosulfonowe lub arylosulfonowe, w razie potrzeby podstawione np. halogenem, np. kwas metanosulfonowy lub p-toluenosulfonowy. Sole związku o wzorze (I) z kwasami wymienionych rodzajów korzystnie wytwarza się podczas obróbki mieszanin reakcyjnych. Grupa kwasowa może tworzyć sole z zasadami. Odpowiednimi solami z zasadami są np. sole metali, takie jak sole metali alkalicznych lub ziem alkalicznych, np. sole sodu, potasu lub magnezu, albo sole z amoniakiem lub aminami organicznymi, takimi jak morfolina, piperydyna, pirolidyna, mono-, di- lub tri-niższy-alkiloamina, np. etylo-, dietylo-, trietylo- lub dimetylopropyloamina, albo mono-, di- lub trihydroksy-niższy-alkilo-amina, np. mono-, di- lub trietanoloamina. W razie potrzeby można również tworzyć odpowiednie sole wewnętrzne. Korzystnymi związkami w zakresie wynalazku są sole korzystne agrochemicznie. Przez wolne związki o ogólnym wzorze (I) rozumie się wcześniej i dalej, w razie potrzeby, jako obejmujące przez analogię odpowiednie sole, a przez sole rozumie się jako obejmujące również wolny związek o wzorze (I). To samo odnosi się do izomerów E/Z oraz tautomerów związku o wzorze (I) i ich soli. Korzystna jest ich wolna postać. Katalizatorem przeniesienia fazowego może być czwartorzędowa sól amoniowa, jak wyszczególniono w publikacji Phase Transfer Catalysts (Katalizatory przeniesienia fazowego), wydanej przez spółkę Fluka, Buchs, Szwajcaria, wydanie 1986, strony od 7 do 25. Czwartorzędowe sole amoniowe wymienione w tej publikacji, włącza się więc tutaj przez powołanie się na nią w niniejszym wynalazku. Szczególnie korzystnymi jako katalizatory przeniesienia fazowego czwartorzędowymi solami amoniowymi są np.: chlorek benzylotrimetyloamoniowy, chlorek benzylotrietyloamoniowy, chlorek benzylotributyloamoniowy, bromek benzylotrietyloamoniowy, metanolan benzylotrimetyloamoniowy, wodorotlenek benzylotrimetyloamoniowy (tryton B), chlorek glicydylotrimetyloamoniowy, chlorek heksadecylo-trimetyloamoniowy, bromek heksadecylo-trimetyloamoniowy, bromek heksadecylo-pirydyniowy, chlorek heksadecylo-pirydyniowy, chlorek 2-hydroksyetylo-trimetyloamoniowy, wodorotlenek 2-hydroksyetylo-trimetyloamoniowy, chlorek fenylotrimetyloamoniowy, wodorotlenek fenylotrimetyloamoniowy, chlorek tetrabutyloamoniowy, bromek tetrabutyloamoniowy, wodorotlenek tetrabutyloamo-

4 4 PL B1 niowy, tetrafluoroboran tetrabutyloamoniowy, azotan tetrabutyloamoniowy, chlorek tetradecyloamoniowy, octan tetradodecyloamoniowy, chlorek tetraetyloamoniowy, wodorotlenek tetraetyloamo-niowy, azotan tetradodecyloamoniowy, toluenosulfonian tetradodecyloamoniowy, chlorek tetraheksyloamoniowy, bromek tetraheksyloamoniowy, chlorek tetrametyloamoniowy, bromek tetrametyloamoniowy, wodorotlenek tetrametyloamoniowy, jodek tetrametyloamoniowy, toluenosulfonian tetrametyloamoniowy, chlorek tetraoktyloamoniowy, chlorek tetrapropyloamoniowy, bromek tetrapropyloamoniowy, chlorek tributylometyloamoniowy i bromek tributyloheptyloamoniowy, a najbardziej korzystnymi są czwartorzędowe wodorotlenki amoniowe, zwłaszcza wodorotlenek tetrametyloamoniowy w postaci pentahydratu. Szczególnie korzystnymi rozpuszczalnikami są: węglan dimetylowy, węglan dietylowy, zwłaszcza węglan dimetylowy. Szczególnie korzystnym połączeniem jest węglan dimetylowy jako rozpuszczalnik z wodorotlenkiem tetrametyloamoniowym jako katalizatorem przeniesienia fazowego. Zasadami w układach nie zawierających wody mogą być zwłaszcza węglany, a w układach wodnych rozpuszczalników również dodatki wodorotlenków alkalicznych o kontrolowanym ph; korzystny jest węglan potasu. Ilość stosowanej zasady korzystnie wynosi od jednego do dwóch moli na mol związku o ogólnym wzorze (III). Przebieg reakcji zależy od temperatury wrzenia stosowanego rozpuszczalnika. Korzystny zakres temperatury przypada między około 40 C i około 100 C, korzystnie między około 60 C i około 70 C. Korzystny jest czas trwania reakcji, wynoszący od około 0,1 do około 24 godzin, zwłaszcza od około 3 do około 5 godzin. Obecnie niespodziewanie odkryto, że sposób według wynalazku jest zdolny do spełniania w dużym stopniu wymagań wymienionych na wstępie, zwłaszcza odnoszących się do czystości wytworzonego materiału. W szczególności okazało się, że realizując sposób według wynalazku można powstrzymać powstawanie niepożądanych izomerów. Okazało się zwłaszcza w przypadku pochodnych guanidyny, że podstawianie może zachodzić również przy azocie, który tworzy grupę nitrową: Stosowanie odpowiednich katalizatorów przeniesienia fazowego umożliwia użycie rozpuszczalników, w których powstają jedynie małe ilości niepożądanych izomerów i które to rozpuszczalniki można łatwo regenerować. Przykłady preparatywne P1: Wytwarzanie 5-(2-chlorotiazol-5-ilometylo)-3-metylo-4-nitroimino-perhydro-1,3,5-oksadiazyny (tiametoksam) 184 g 100% 3-metylo-4-nitroimino-perhydro-1,3,5-oksadiazyny w 400 g węglanu dimetylowego umieszcza się w kolbie sulfonacyjnej i dodaje 168 g 100% 2-chloro-5-chlorometylotiazolu (1,0 mol) w stanie stopionym. Mieszaninę tę ogrzewa się do 65 C. Podczas mieszania w temperaturze od 62 do 68 C w ciągu 60 minut dozuje się mieszaninę, składającą się z 350 g węglanu dimetylowego, 4 g pentahydratu wodorotlenku tetrametyloamoniowego i 242 g sproszkowanego węglanu potasu. Mieszaninę reakcyjną utrzymuje się przez okres od 5 do 6 godzin w stanie energicznego mieszania, aż przereaguje ponad 99% 2-chloro-5-chlorometylotiazolu (kontrola przez LC). Następnie mieszaninę reakcyjną chłodzi się do C i miesza z 600 g wody. Doprowadza się mieszaninę reakcyjną do ph 6,5

5 PL B1 5 z użyciem około 260 g 32% kwasu chlorowodorowego, a następnie ogrzewa do temperatury od 60 do 65 C, aż wszystko się rozpuści. Roztwór pozostawia się, aż nastąpi rozdzielenie faz, i oddziela się fazę organiczną. Wodną fazę reekstrahuje się w 50 C z użyciem 300 g węglanu dimetylowego. Organiczną fazę z reekstrakcji łączy się z organiczną fazą z mieszaniny reakcyjnej. Połączone fazy organiczne zatęża się pod próżnią ( hpa) w temperaturze od 60 do 65 C do końcowej masy, wynoszącej 600 g (480 cm 3 ). Mieszaninę tę powoli chłodzi się do 0-5 C i przetrzymuje przez 1 godzinę. Następnie przesącza się powstałą zawiesinę. Placek filtracyjny przemywa się 300 g węglanu dimetylowego w dwóch porcjach, a następnie 300 cm 3 wody w dwóch porcjach, i wilgotny produkt suszy się w próżni w 70 C. Wydajność: g tytułowego produktu o czystości od 98 do 99% (74% wydajności teoretycznej w odniesieniu do 100% 2-chloro-5-chlorometylotiazolu). Nie znaleziono wyżej wymienionego izomeru o wzorze (IV). Tytułowy produkt można wytwarzać o czystości 99,5% przez przekrystalizowanie z węglanu dimetylowego. Alternatywny sposób wytwarzania polega na dodawaniu razem węglanu potasu, 3-metylo-4- -nitroimino-perhydro-1,3,5-oksadiazyny i pentahydratu wodorotlenku tetrametyloamoniowego do 1100 g węglanu dimetylowego oraz dozowaniu 2-chloro-5-chlorometylotiazolu w 65 C w ciągu 60 minut. Kolejną reakcję i obróbkę prowadzi się następnie jak wyżej. Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wytwarzania tiametoksamu o wzorze znamienny tym, że związek o wzorze (I) (II) poddaje się reakcji, w obecności rozpuszczalnika lub rozcieńczalnika, które stanowią ester kwasu węglowego, w obecności katalizatora przeniesienia fazowego, stanowiącego czwartorzędowy związek amoniowy, oraz w obecności zasady, stanowiącej węglan, ze związkiem o wzorze (III) w którym Q oznacza chlorowiec. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako katalizator przeniesienia fazowego stosuje się czwartorzędowy wodorotlenek amoniowy. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosuje się czwartorzędowy wodorotlenek amoniowy w postaci pięciowodzianu. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako rozpuszczalnik lub rozcieńczalnik stosuje się węglan wybrany spośród węglanu dimetylowego i węglanu dietylowego. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosuje się węglan dimetylowy.

6 6 PL B1 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako rozpuszczalnik lub rozcieńczalnik stosuje się węglan dimetylowy, a jako katalizator przeniesienia fazowego stosuje się czwartorzędowy wodorotlenek amoniowy. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako zasadę stosuje się węglan potasu. Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.