JP5249219B2 - 2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジンの調製プロセス - Google Patents

2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジンの調製プロセス Download PDF

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Description

本出願は、米国仮出願(シリアル番号60/835,940、出願日:2006年8月7日)の利益を主張する。
本発明は、特定の新規な2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジンおよびその調製プロセスに関する。
この新規な2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジンは、特定の新規な殺虫剤の調製において有用な中間体である(例えば、米国特許公開第2005/0228027を参照)。非ピリジンソースから2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジンを効率的かつ高収率で生成できることは有利である。
本発明は、2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジンおよび環化によるその調製に関する。より詳細には、本発明は、2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジン(I)

[ここで、RおよびRはそれぞれ独立してH、C〜Cアルキルを表し、あるいは、RまたはRのいずれかはRと共に4〜6員環飽和環を表し、あるいは、RはRと共に、OまたはN原子と必要に応じて置換された3〜6員環飽和環を表し、
はC〜Cアルキルを表し、あるいは、RはRまたはRのいずれかと共に4〜6員環飽和環を表し、
は、C〜CアルキルまたはC〜Cハロアルキルを表す。]の調製プロセスに関し、
前記プロセスは、α、β−不飽和ケトンII

[ここで、Xは、ハロゲン、OROSO、SR、SOR、SOまたはNRを表し、
は、水素、C〜Cアルキル、C〜Cアルケニル、C〜Cアリールアルキル、C〜Cハロアルキル、C〜Cアルコキシアルキル、C〜Cアルキルアミノアルキル、アリールまたはヘテロアリールを表し、
およびRは、それぞれ独立して水素、C〜Cアルキル、C〜Cアルケニル、C〜Cアリールアルキル、C〜Cハロアルキル、C〜Cアルコキシアルキル、C〜Cアルキルアミノアルキル、アリールまたはヘテロアリールを表し、あるいは、RおよびRはNと共に、5または6員環飽和または不飽和環を表し、
は上記にて定義された通りである。]の、
エナミンIII

[ここで、R、R、R、R、Rは上記にて定義された通りである。]
での、アンモニアまたはアンモニアを生成可能な試薬の存在下における環化を含む。
本発明の別の局面は、下記化学式

[ここで、RおよびRは、H、C〜Cアルキルをそれぞれ独立して表し、あるいは、RまたはRのいずれかはRと共に4〜6員環飽和環を表し、あるいは、RはRと共にOまたはN原子と必要に応じて置換された3〜6員環飽和環を表し、
はC〜Cアルキルを表し、あるいは、RはRまたはRと共に4〜6員環飽和環を表し、
は、C〜CアルキルまたはC〜Cハロアルキル(好適にはC〜Cハロアルキル)を表す。]
を有する新規な化合物である。
他に特定の限定無き限り、「アルキル」という用語(「ハロアルキル」および「アリールアルキル」などの派生的な用語を含む)は、本明細書中使用されるように、直鎖、分鎖および環状基を含む。よって、典型的なアルキル基は、メチル、エチル、1−メチルエチル、プロピル、1、1−ジメチルエチルおよびシクロプロピルである。「アルケニル」という用語は、本明細書中使用されるように、直鎖、分鎖および環状基を含み、1つ以上の不飽和結合を含むことを意図する。「ハロゲン」という用語は、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素を含む。「ハロアルキル」という用語は、1個〜可能な最大数のハロゲン原子と置換されたアルキル基を含む。「アリール」という用語および「アリールアルキル」などの派生的な用語は、フェニルまたはナフチル基を指す。「ヘテロアリール」という用語は、1つ以上のヘテロ原子(すなわち、N、OまたはS)を含む5または6員環芳香環を指し、これらのヘテロ芳香環は、他の芳香族系において溶解され得る。
本発明において、2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジン(I)

[ここで、RおよびRはH、C〜Cアルキルをそれぞれ独立して表し、または、RまたはRのいずれかはRと共に4〜6員環飽和環を表し、あるいは、RはRと共に、OまたはN原子と必要に応じて置換された3〜6員環飽和環を表し、
はC〜Cアルキルを表し、あるいは、RはRまたはRのいずれかと共に4〜6員環飽和環を表し、
は、C〜CアルキルまたはC〜Cハロアルキルを表す。]は、
α、β−不飽和ケトンII

[ここで、Xは、ハロゲン、OROSO、SR、SOR、SOまたはNRを表し、
は、水素、C〜Cアルキル、C〜Cアルケニル、C〜Cアリールアルキル、C〜Cハロアルキル、C〜Cアルコキシアルキル、C〜Cアルキルアミノアルキル、アリールまたはヘテロアリールを表し、
およびRは、水素、C〜Cアルキル、C〜Cアルケニル、C〜Cアリールアルキル、C〜Cハロアルキル、C〜Cアルコキシアルキル、C〜Cアルキルアミノアルキル、アリールまたはヘテロアリールをそれぞれ独立して表し、あるいは、RおよびRはNと共に、5または6員環飽和または不飽和環を表し、
は上記にて定義された通りである。]を、
エナミンIII

[ここで、R、R、R、R、Rは上記にて定義された通りである。]
で環化することにより、調製される。
α、β−不飽和ケトン(II)は、市販されているかまたは対応するビニル性基質およびアシル化剤から調製可能である。典型的には、アルキルビニルエーテルは、ハロアルキル無水酢酸とでアシル化してII型化合物を生成することができる。エナミン(III)は、吸水性材料の存在下でかつ適切な溶媒を用いてまたは用いずに、適切に置換されたアミンを適切に置換されたアルデヒドに付加することにより、簡便に調製可能である。典型的には、−20℃〜20℃において乾燥剤(例えば、無水炭酸カリウム)の存在下において、適切な置換3−アルキルチオプロピオンアルデヒドを無水二置換アミンと反応させる。得られた生成物を蒸留によって単離させる。
およそ等モル量の上記α、β−不飽和ケトン(II)および上記エナミン(III)およびアンモニアが上記プロセスにおいて必要となるが、2〜4倍の過剰なアンモニアまたはアンモニア前駆体がしばしば好適である。
アンモニアを生成可能な典型的な試薬を挙げると、例えば、1)酸(好適には有機酸)のアンモニウム塩、2)ホルムアミド、または3)酸または酸性塩を持つホルムアミドがある。任意の脂肪族または芳香族有機酸のアンモニウム塩が使用可能であるが、処理の便宜上、C〜Cアルカン酸のアンモニウム塩が好適である。ギ酸アンモニウムおよび酢酸アンモニウムが最も好適である。
この反応は好適には、水と混和性である極性高沸点溶媒中において行われる。好適な溶媒を挙げると、アミド(例えば、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド)、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、(2−メトキシ)エタノール)およびアルキルニトリルがあり、アセトニトリルが特に好適である。
上記反応は、−20℃〜150℃の温度において行われる。0℃〜80℃の温度が通常好適である。
上記生成物は、従来の技術(例えば、シリカゲルクロマトグラフィーまたは分別蒸留)によって単離される。
典型的な反応において、上記α、β−不飽和ケトン(II)およびエナミン(III)を−5℃〜20℃において上記極性溶媒中で溶解させ、上記α、β−不飽和ケトン(II)およびエナミン(III)が消費されるまで攪拌する。その後、有機酸のアンモニウム塩を付加し、反応が完了するまで混合物を加熱する。非水混和性溶媒中への溶解および水、必要に応じて塩水での洗浄後、上記2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジン(I)を真空蒸留によって単離する。
以下の実施例は、本発明を例示するために示される。
実施例1
5−(1−メチルチオ)エチル−2−(トリフルオロメチル)ピリジンの調製
工程1.1−(3−メチルチオブト−1−エニル)ピロリジンの調製
乾燥状態の5000ミリリットル(ml)の丸底型フラスコに(このフラスコは、機械攪拌器、窒素注入口、添加用漏斗および温度計を備える)、591g(4.27モル)の乾燥状態の粒状炭酸カリウムおよび1428ml(17.1モル)の無水ピロリジンを充填した。上記混合物を窒素雰囲気下で攪拌し、氷浴によって4℃に冷却した後、10℃未満の温度を維持する速度で1050ml(8.9モル)の3−メチル−チオブチルアルデヒドを付加した。この付加完了後、冷却槽を除去し、室温になるまで上記反応を行った。その後、上記反応物を焼結ガラス濾過漏斗で濾過して固体を除去し、上記固体を200mlの無水エチルエーテルで洗浄した。ピロリジン全てが除去されて1,519gの1−(3−メチルチオブト−l−エニル)ピロリジンが赤色液体として得られるまで、上記ろ液を回転式蒸発器上で真空下で濃縮させた。H NMR CDClδ1.36(d、3H)、1.85(m、4H)、2.02(s、3H)、3.02(m、4H)、3.26(q、1H)、3.98(dd、1H)、6.25(d、1H)。
工程2.5−(1−メチルチオ)エチル−2−(トリフルオロメチル)ピリジンの調製
乾燥状態の5000ml丸底型フラスコ(このフラスコは、機械攪拌器、窒素注入口、添加用漏斗および温度計を備える)に、654ml(4.59モル)の4−エトキシ−1、1、1−トリフルオロ−ブト−3−en−2−oneおよび1000mlの無水アセトニトリルを付加した。上記溶液を5℃まで冷却し、10℃未満の温度を維持する速度で786g(4.59モル)の1−(3−メチルチオブト−1−エニル)ピロリジンを付加した。この付加完了後、冷却槽を除去し、上記反応物を室温で1.5時間攪拌し、その後530g(6.88モル)の酢酸アンモニウムを一度に付加し、上記反応物を80℃で1.5時間加熱した。冷却時において、上記反応物を真空下で回転式蒸発器上で濃縮してアセトニトリルを除去し、残留物を3リットルのエチルエーテル中に溶解させた。上記エーテル抽出物を3×100mlの水で洗浄して酢酸アンモニウムを除去し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、真空下で回転式蒸発器上で濃縮させた。粗生成物をクーゲルロール蒸留によって0.3mmHgで精製した。85〜110℃において蒸留する材料を収集し、599gの表記化合物(5−(1−メチルチオ)エチル−2−(トリフルオロメチル)ピリジン)を黄色油として得た。H NMR CDClδ1.62(d、3H)、1.95(s、3H)、3.93(q、1H)、7.67(d、1H)、7.90(dd、1H)、8.67(d、1H)。
実施例2
5−(1−メチルチオ)エチル−2−(トリフルオロメチル)ピリジンの調製
工程1.N、N−ジメチル−(3−メチルチオブト−1−エニル)アミンの調製
乾燥状態の50ml丸底型フラスコ(このフラスコは、マグネチックスターラーを備える)に、3−メチルチオブチルアルデヒド(2.04g、17.2ミリモル)、炭酸カリウム(1.19g、8.6ミリモル)および無水アセトニトリル(5ml)を付加した。上記フラスコに三方活栓を取り付け、家庭用真空下で空気を排出した。上記栓に取り付けられたバルーンを介してジメチルアミン(余剰分)を系内に導入し、その結果得られた磁気的に攪拌された懸濁液を水槽中に配置して、比較的顕著な発熱を抑制する。上記バルーン中にジメチルアミンを再度充填し、反応物を室温において90分間攪拌し、その間に1アリコートをGC分析を行った結果、アルデヒド出発物質が完全に消費されたことが分かった。反応物を濾過し、上記回転式蒸発器上で溶媒を除去したところ、粗N、N−ジメチル−(3−メチルチオ−ブト−1−エニル)アミンが淡黄色液体(2.45g)として得られた。H NMR CDClδ1.35(d、3H)、2.00(s、3H)、2.60(s、6H)、3.24(m、1H)、4.06(dd、1H)、5.97(dd、1H)。
工程2.5−(1−メチルチオ)エチル−2−(トリフルオロメチル)ピリジンの調製
上記N、N−ジメチル−(3−メチルチオブト−1−エニル)アミン(2.45g、17.0ミリモル)を無水アセトニトリル(10ml)中に溶解させ、室温において4−エトキシ−1、1、1−トリフルオロブト−3−en−2−one(2.90g、17.2ミリモル)を10分間滴下し、淡オレンジ色の溶液を室温において16時間攪拌した。その結果得られたワイン色の溶液に対して酢酸アンモニウム(1.33g、17.2ミリモル)を付加し、反応物を加熱還流し、1時間攪拌した。反応物を室温まで冷却し、ジエチルエーテル(150ml)で希釈し、水(3x50ml)で洗浄し、塩水(50ml)で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、溶媒を真空中で上記回転式蒸発器上で除去した。その結果得られた茶色の液体をフラッシュクロマトグラフィー((SiO、20%EtOAc/ヘキサン)を介して精製して、5−(1−メチルチオ)エチル−2−(トリフルオロメチル)ピリジンをオレンジ色の液体(1.67g、44%)として得た。H NMR CDClδ1.62(d、3H)、1.95(s、3H)、3.93(q、1H)、7.67(d、1H)、7.90(dd、1H)、8.67(d、1H)。

Claims (5)

  1. 2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジン(I)

    [ここで、RおよびRはそれぞれ独立してH、C〜Cアルキルを表し、あるいは、RまたはRのいずれかはRと共に4〜6員環飽和環を表し、あるいは、RはRと共に、OまたはN原子と必要に応じて置換された3〜6員環飽和環を表し、
    はC〜Cアルキルを表し、あるいは、RはRまたはRのいずれかと共に4〜6員環飽和環を表し、
    は、C〜CアルキルまたはC〜Cハロアルキルを表す。]
    の調製プロセスであって、
    前記プロセスは、α、β−不飽和ケトンII

    [ここで、Xは、ハロゲン、OR OSO、SR、SOR、SOまたはNRを表し、
    は、水素、C〜Cアルキル、C〜Cアルケニル、C〜Cアリールアルキル、C〜Cハロアルキル、C〜Cアルコキシアルキル、C〜Cアルキルアミノアルキル、アリールまたはヘテロアリールを表し、
    およびRは、水素、C〜Cアルキル、C〜Cアルケニル、C〜Cアリールアルキル、C〜Cハロアルキル、C〜Cアルコキシアルキル、C〜Cアルキルアミノアルキル、アリールまたはヘテロアリールをそれぞれ独立して表し、あるいは、RおよびRはNと共に、5または6員環飽和または不飽和環を表し、
    は上記にて定義された通りである。]
    エナミンIII

    [ここで、R、R、R、R、Rは上記にて定義された通りである。]
    とを、アンモニアまたはアンモニアを生成可能な試薬の存在下において環化する工程を含む、プロセス。
  2. およびRはHまたはメチルをそれぞれ独立して表し、Rはメチルを表し、Rはトリフルオロメチルを表す、請求項1に記載のプロセス。
  3. 前記アンモニアを生成可能な試薬は有機酸のアンモニウム塩である、請求項1に記載のプロセス。
  4. 以下の化学式

    [ここで、RおよびRは、H、C〜Cアルキルをそれぞれ独立して表し、あるいは、RまたはRのいずれかはRと共に4〜6員環飽和環を表し、あるいは、RはRと共にOまたはN原子と必要に応じて置換された3〜6員環飽和環を表し、
    はC〜Cアルキルを表し、あるいは、RはRまたはRと共に4〜6員環飽和環を表し、
    、C 〜Cハロアルキルを表す。]
    の化合物。
  5. およびRはHまたはメチルをそれぞれ独立して表し、Rはメチルを表し、Rはトリフルオロメチルを表す、請求項4に記載の化合物。
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