CN101379025B - 硝基异脲衍生物的经改良的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制备具有杀虫活性的硝基胍衍生物所必需的硝基异脲衍生物的经改良的制备方法。一种通式(3)表示的硝基异脲衍生物的制备方法，其特征在于，使通式(1)表示的硝基异脲类和通式(2)表示的胺类或其盐在催化剂量的碳酸氢盐的共存下反应。

Description

硝基异脲衍生物的经改良的制备方法
技术领域
本发明涉及硝基异脲衍生物的经改良的制备方法，所述硝基异脲衍生物是具有杀虫活性的硝基胍衍生物的重要中间体。
背景技术
具有杀虫活性的硝基胍衍生物的制备方法公开在专利2779403号公报、专利2546003号公报、专利2766848号公报等中。但是，例如专利2766848号公报所记载，该制备方法利用异硫脲衍生物和胺类的取代反应，因此存在具有恶臭的硫醇类作为副产物脱离的缺点。作为代替该方法的方法，特开2000-103776号公报中公开了使硝基异脲类和胺类或其盐在pH7.0～9.0下反应，制备硝基异脲衍生物的方法。但是，利用该方法的制备方法有时所希望的硝基异脲衍生物的收率不够高，在经济上不利。
专利文献1：专利第2779403号公报
专利文献2：专利第2546003号公报
专利文献3：专利第2766848号公报
专利文献4：特开2000-103776号公报
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供与现有技术相比操作简便的、廉价且容易地制备硝基异脲衍生物类的方法，所述硝基异脲衍生物类是制备具有杀虫活性的硝基胍衍生物所必需的中间体。
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现使通式(1)表示的硝基异脲类和通式(2)表示的胺类或其盐在碳酸氢盐的共存下反应，能提高收率，从而完成了本发明。
即，本发明是通式(3)表示的硝基异脲衍生物的制备方法，其特征在于，使通式(1)表示的硝基异脲类和通式(2)表示的胺类或其盐在催化剂量的碳酸氢盐的共存下反应，
Figure S2007800049389D00021
[式中，R1表示碳原子数为1～4的烷基或苄基。]
[式中，R2表示碳原子数为1～4的烷基，R3表示氢原子或碳原子数为1～4的烷基。]
Figure S2007800049389D00023
[式中，R1表示碳原子数为1～4的烷基或苄基，R2表示碳原子数为1～4的烷基，R3表示氢原子或碳原子数为1～4的烷基。]
需要说明的是，本发明中，通式(1)表示的硝基异脲类也包括在另一个氮原子和碳原子之间具有双键的硝基异脲类。通式(3)表示的硝基异脲衍生物也一样。
根据本发明，能廉价且容易地制备通式(3)的硝基异脲衍生物类，所述硝基异脲衍生物类是制备具有杀虫活性的硝基胍衍生物所必需的中间体。
具体实施方式
以下，详细地说明本发明。
本发明的硝基异脲衍生物的制备方法使通式(1)表示的硝基异脲类和通式(2)表示的胺类或其盐在催化剂量的碳酸氢盐的共存下反应，制备通式(3)表示的硝基异脲衍生物。
Figure S2007800049389D00031
[式中，R1表示碳原子数为1～4的烷基或苄基。]
Figure S2007800049389D00032
[式中，R2表示碳原子数为1～4的烷基，R3表示氢原子或碳原子数为1～4的烷基。]
Figure S2007800049389D00033
[式中，R1表示碳原子数为1～4的烷基或苄基，R2表示碳原子数为1～4的烷基，R3表示氢原子或碳原子数为1～4的烷基。]
本发明中，通过使通式(1)表示的硝基异脲类和通式(2)表示的胺类或其盐在催化剂量的碳酸氢盐的共存下反应的简便方法，可以抑制通式(4)表示的硝基胍衍生物等副产物的生成，并可以以高收率得到通式(3)表示的硝基异脲衍生物。
Figure S2007800049389D00041
[式中，R2表示碳原子数为1～4的烷基，R3表示氢原子或碳原子数为1～4的烷基。]
作为本发明中共存的碳酸氢盐，可以举出碳酸氢锂、碳酸氢钠、碳酸氢钾等碱金属碳酸氢盐类，碳酸氢镁、碳酸氢钙、碳酸氢钡等碱土类金属碳酸氢盐类。可以优选使用碳酸氢钾、碳酸氢钠。本发明中，可以选择上述化合物中的一种以上进行使用。作为共存的碳酸氢盐的量，为催化剂量，具体而言，相对于1摩尔上述通式(1)表示的硝基异脲类，使其以0.01摩尔～0.5摩尔、优选0.05摩尔～0.2摩尔的量共存是重要的。
通过使碳酸氢盐以上述范围的量共存，可以以较高收率得到通式(3)表示的硝基异脲衍生物。
作为通式(2)的胺类的盐，可以举出盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氯酸盐、高氯酸、磷酸盐等与无机酸形成的盐，乙酸盐、乙二酸盐、苯磺酸盐等有机酸盐。优选为盐酸盐、硫酸盐。
由于用于反应的通式(2)的胺类或其盐与在反应中副生的氨发生竞争反应，所以其使用量是重要的。作为胺类的量，必须为相对于通式(1)表示的硝基异脲类，超过2摩尔当量的量。从经济性观点来看，优选为超过2摩尔当量的量～3摩尔当量。
通式(1)表示的硝基异脲类是公知的化合物，例如可以根据Recl.Trav.Chim.Pays-Bas，1962年、81卷69页中记载的方法或与该方法类似的方法制备。
作为用于反应的溶剂，可以举出水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类，二氯甲烷、氯仿等卤代烃，苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类，二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、1-甲基-2-吡咯烷酮等非质子性极性溶剂，***、四氢呋喃、二氧杂环己烷等醚类；乙腈、丙腈等腈类，丙酮、异丙基酮等酮类。上述溶剂中，特别优选水、醇类。另外，也可以在水和前面举出的有机溶剂的混合溶剂中反应。
作为用于反应的溶剂选择水时，如果使用含有中性无机盐的水溶液，则具有进一步提高硝基异脲衍生物的收率的效果。作为上述无机盐，是指碳酸氢盐以外的无机盐，可以举出氯化锂、氯化钠、氯化钾、碘化锂、碘化钠、碘化钾、溴化锂、溴化钠、溴化钾、硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硝酸钠、硝酸钾、氯酸钠等碱金属盐类，氯化镁、氯化钙、溴化镁、溴化钙、碘化镁、碘化钙、硫酸镁、硫酸钙、硝酸镁、硝酸钙等碱土类金属盐等。从上述效果的观点来看，作为无机盐，优选使用氯化钠。本发明中，可以选择上述化合物中的一种以上进行使用。在相对于水为0.1％浓度至饱和为止的范围内适当选择上述盐的量，进行反应。
本发明中，通过使用碳酸氢盐，可以抑制上述通式(4)表示的硝基胍衍生物等副产物的生成，进而通过使用碳酸氢盐以外的无机盐，可以抑制原料及产物的分解。因此，可以通过比现有技术简便的操作以更高收率获得硝基异脲衍生物。由此，通过使用碳酸氢盐及碳酸氢盐以外的无机盐，能得到生产率、环境适应性、经济性更优异的产物，作为工业制法更为有用。
反应温度通常在约-20℃～100℃、优选为约0℃～50℃的范围。反应时间通常为约10分钟～50小时、优选为1小时～20小时的范围。
本发明中制备的通式(3)的硝基异脲衍生物可以用适当选择的有机溶剂等萃取而分离，或直接作为结晶过滤分离。另外，作为结晶通过过滤进行分离时，能用乙酸乙酯等有机溶剂从过滤母液中萃取，并再次用于反应。
下面，举出实施例及比较例，更详细地说明本发明，但本发明不应解释为限定于这些实施例。
[实施例1]
在带有搅拌装置的100ml四颈烧瓶中加入1.5g O-甲基-N-硝基异脲、11g水、3g食盐、2g甲胺盐酸盐，保持在20℃，然后，加入0.1g碳酸氢钠，在反应温度20℃下搅拌16小时。接下来，边搅拌反应物料(reaction mass)边添加0.1g浓盐酸后，以200ml形成均匀的水溶液，用HPLC分析生成的N，O-二甲基-N’-硝基异脲。该水溶液中含有1.2g N，O-二甲基-N’-硝基异脲，反应收率为73％。
1H-NMR(CDCl3，ppm)：3.02(3H，d，J＝4.9Hz)，3.97(3H，s)，9.10(1H，s)
[实施例2]
在带有搅拌装置的100ml四颈烧瓶中加入1.5g(11.3mmol)O-乙基-N-硝基异脲、8g水、2g食盐、2g(29.6mmol)甲胺盐酸盐，保持在15℃，然后，加入0.1g碳酸氢钠，在反应温度30℃下搅拌15小时。接下来，边搅拌反应物料边添加0.1g浓盐酸后，以200ml形成均匀的水溶液，用HPLC分析生成的O-乙基-N-甲基-N’-硝基异脲。该水溶液中含有1.2g O-乙基-N-甲基-N’-硝基异脲，反应收率为70％。
[实施例3]
在带有搅拌装置的2000ml四颈烧瓶中加入121g O-甲基-N-硝基异脲、907g水、250g食盐、172g甲胺盐酸盐，保持在20℃，然后加入8g碳酸氢钠，在反应温度20℃下搅拌16小时。接下来，边搅拌反应物料边添加3.5g浓盐酸后，将反应物料用冰冷却，过滤析出的N，O-二甲基-N’-硝基异脲结晶，用冷水洗涤过滤的结晶后，干燥。得到91g纯度99％的N，O-二甲基-N’-硝基异脲结晶。此时的分离收率为67％。
[实施例4]
在带有搅拌装置的2000ml四颈烧瓶中加入97g O-甲基-N-硝基异脲、726g水、200g食盐、138g甲胺盐酸盐，保持在20℃，然后加入6.4g碳酸氢钠，在反应温度20℃下搅拌16小时。接下来，边搅拌反应物料边添加2.8g浓盐酸后，加入200g乙酸乙酯，在50℃下分液。进一步将在水层中加入200g乙酸乙酯、在50℃下分液的操作进行二次，合并全部有机层，减压浓缩。用冰冷却该浓缩物料，过滤析出的N，O-二甲基-N’-硝基异脲结晶，用冷却的乙酸乙酯洗涤过滤的结晶后，干燥。得到66g纯度99％的N，O-二甲基-N’-硝基异脲结晶。此时的分离收率为61％。
[比较例1]
在1.5g O-甲基-N-硝基异脲中加入15ml水，使其悬浊，在其中加入0.9g甲胺的盐酸盐(pH＝3.3)。于室温下，在悬浊水溶液中慢慢加入1％氢氧化钠水溶液使pH保持为8。边将悬浊水溶液的pH保持为8，边在室温下搅拌3小时，然后，加入盐酸水溶液(4M)，然后用乙酸乙酯萃取。
在比较例1中，相对于原料100摩尔％生成了14摩尔％的副产物1-甲基-2-硝基胍。另一方面，用实施例1中记载的方法能高收率、高选择地进行反应，所以副产物1-甲基-2-硝基胍为4摩尔％，生成量大幅减少。即，根据本发明，能减轻精制目标化合物N，O-二甲基-N’-硝基异脲时的负担，作为工业化制法是有利的。

Claims (3)

1.通式(3)表示的硝基异脲衍生物的制备方法，其特征在于，使用溶解有氯化钠的水溶液作为溶剂，使通式(1)表示的硝基异脲类和通式(2)表示的胺类或其盐在催化剂量的碳酸氢盐的共存下反应，
Figure FSB00000706264200011
式中，R1表示碳原子数为1～4的烷基或苄基，
Figure FSB00000706264200012
式中，R2表示碳原子数为1～4的烷基，R3表示氢原子或碳原子数为1～4的烷基，
式中，R1表示碳原子数为1～4的烷基或苄基，R2表示碳原子数为1～4的烷基，R3表示氢原子或碳原子数为1～4的烷基。
2.如权利要求1所述的硝基异脲衍生物的制备方法，其特征在于，使用相对于通式(1)表示的硝基异脲类为超过2摩尔当量的量的通式(2)表示的胺类或其盐。
3.如权利要求1所述的硝基异脲衍生物的制备方法，其中，R1及R2为甲基，R3为氢原子。
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