WO2017110729A1 - ベンズオキサゾール化合物の製造方法 - Google Patents

ベンズオキサゾール化合物の製造方法 Download PDF

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    • C07D413/02Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings
    • C07D413/04Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond
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    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N43/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds
    • A01N43/72Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with nitrogen atoms and oxygen or sulfur atoms as ring hetero atoms
    • A01N43/74Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with nitrogen atoms and oxygen or sulfur atoms as ring hetero atoms five-membered rings with one nitrogen atom and either one oxygen atom or one sulfur atom in positions 1,3
    • A01N43/761,3-Oxazoles; Hydrogenated 1,3-oxazoles
    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A01N43/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds
    • A01N43/90Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having two or more relevant hetero rings, condensed among themselves or with a common carbocyclic ring system

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a benzoxazole compound.
  • WO2014 / 104407 describes benzoxazole compounds having a controlling effect against pests.
  • 3-ethanesulfonyl-N- [2-hydroxy-5- (trifluoromethanesulfonyl) phenyl] picolinamide was prepared under reflux conditions in the presence of paratoluenesulfonic acid monohydrate.
  • a method for producing 2- (3-ethanesulfonylpyridin-2-yl) -5- (trifluoromethanesulfonyl) benzoxazole by cyclization is described.
  • the present invention relates to 2- (3-ethanesulfonylpyridin-2-yl) -5- (trifluoromethanesulfonyl) benzoxazole, ie a compound of formula (1)
  • a new method for producing a compound represented by formula hereinafter referred to as compound (1) is provided.
  • the compound (1) is represented by the formula (2)
  • the starting compound (2) can be produced by the method described in WO2014 / 104407.
  • the cyclization is carried out in a solvent.
  • the solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, ethylbenzene, chlorobenzene, cumene, and mesitylene; aromatic halogenations such as chlorobenzene and o-dichlorobenzene.
  • Hydrocarbon solvents such as 1,4-dioxane; ester solvents such as butyl acetate; nitrile solvents such as propionitrile; sulfur-containing compound solvents such as dimethyl sulfoxide and sulfolane; N, N-dimethylformamide, N, N Amide solvents such as dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone and mixed solvents thereof, preferably aromatic hydrocarbon solvents and aromatic halogenated hydrocarbon solvents, more preferably xylene, ethylbenzene, cumene , Mesitylene, chlorobenzene and o-dic Lolobenzene is mentioned.
  • the amount of the solvent to be used is generally 1 to 100 parts by mass, preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 1 part by mass of compound (2).
  • organic sulfonic acid used for cyclization examples include p-toluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, methanesulfonic acid, and camphorsulfonic acid. Hydrates may be used as the organic sulfonic acid, but when the hydrate is used, it is preferably mixed with a solvent in advance and refluxed and dehydrated using a Dean-Stark apparatus or the like and then used for cyclization.
  • Preferred organic sulfonic acids are para-toluene sulfonic acid, benzene sulfonic acid and methane sulfonic acid.
  • the organic sulfonic acid is usually used in a proportion of 0.1 mol to 5 mol, preferably 0.5 mol to 3 mol, relative to 1 mol of the compound (2). It is done.
  • the cyclization temperature is usually in the range of 100 ° C. to 180 ° C., preferably in the range of 130 ° C. to 165 ° C.
  • the cyclization time is usually in the range of 0.1 to 48 hours, preferably in the range of 0.1 to 24 hours.
  • acetic anhydride is usually used in a proportion of 0.1 to 5 mol, preferably acetic anhydride is used in a proportion of 0.5 to 2 mol, relative to 1 mol of compound (2).
  • the cyclization is carried out while removing acetic acid produced by the reaction of acetic anhydride and water with water.
  • water and acetic acid can be distilled off azeotropically. It is advantageous to use xylene, chlorobenzene or mesitylene as the solvent since it is preferred to distill off the solvent azeotropically with water and acetic acid.
  • the solvent is recovered and reused, the solvent, water and acetic acid are azeotroped using a Dean-Stark apparatus or the like, and the distillate is mixed with an alkaline aqueous solution such as an aqueous sodium hydroxide solution to remove acetic acid. By neutralizing, the solvent in which the amount of acetic acid contained is reduced can be returned to the system.
  • a dehydrating agent such as molecular sieves, anhydrous sodium sulfate or anhydrous magnesium sulfate can be added to the system before cyclization. These dehydrating agents can be removed by filtration after completion of the cyclization.
  • reaction mixture After completion of the cyclization, the reaction mixture is added to water or alkaline water such as aqueous potassium carbonate and extracted with an organic solvent, and the organic layer is concentrated; the reaction mixture is added to water and the resulting solid is collected by filtration; or Compound (1) can be isolated by collecting the solid produced in the reaction mixture by filtration.
  • the isolated compound (1) can be further purified by recrystallization, chromatography or the like.
  • Example 1 Under a nitrogen atmosphere, a mixture of 29.6 g of paratoluenesulfonic acid monohydrate and 30.2 g of xylene was reflux-dehydrated for 4 hours using a Dean-Stark apparatus. To a mixture of 50.0 g of compound (2) and 60 g of xylene, the previously obtained mixture of paratoluenesulfonic acid and xylene was added. The mixture obtained was heated to 140 ° C.
  • Example 2 Under a nitrogen atmosphere, a mixture of 29.5 g of paratoluenesulfonic acid monohydrate and 30.1 g of xylene was reflux-dehydrated for 4 hours using a Dean-Stark apparatus. To a mixture of 50.0 g of compound (2) and 60 g of xylene, the previously obtained mixture of paratoluenesulfonic acid and xylene was added.
  • Example 3 Under a nitrogen atmosphere, a mixture of 35.4 g of paratoluenesulfonic acid monohydrate and 36.0 g of chlorobenzene was reflux-dehydrated for 4 hours using a Dean-Stark apparatus. To the mixture of 60.0 g of compound (2) and 72.0 g of chlorobenzene, the previously obtained mixture of paratoluenesulfonic acid and chlorobenzene was added. Using a Dean-Stark device in which 12.4 g of 48% sodium hydroxide aqueous solution and 19.9 g of water were previously filled in the straight pipe section, the resulting mixture was heated to 133 ° C. to remove water and acetic acid out of the system.
  • Example 4 Under a nitrogen atmosphere, a mixture of 38.2 g of paratoluenesulfonic acid monohydrate and 38.4 g of mesitylene was refluxed and dehydrated for 2 hours and 40 minutes using a Dean-Stark apparatus. The mixture of paratoluenesulfonic acid and mesitylene obtained previously was added to a mixture of 83.7 g of compound (2) and 201 g of mesitylene.
  • the compound (1) having a controlling effect against pests can be produced.

Abstract

式(2)で表される化合物を有機スルホン酸と無水酢酸との存在下、溶媒中で、水と酢酸とを系外に除去しながら環化させることにより、有害生物に対して防除効力を有する式(1)で表される化合物を製造することができる。

Description

ベンズオキサゾール化合物の製造方法
 本発明は、ベンズオキサゾール化合物の製造方法に関する。
 WO2014/104407には、有害生物に対して防除効力を有するベンズオキサゾール化合物が記載されている。その製造例17(5)には、3-エタンスルホニル-N-[2-ヒドロキシ-5-(トリフルオロメタンスルホニル)フェニル]ピコリンアミドをパラトルエンスルホン酸一水和物の存在下、還流条件下で環化させることにより、2-(3-エタンスルホニルピリジン-2-イル)-5-(トリフルオロメタンスルホニル)ベンズオキサゾールを製造する方法が記載されている。
 本発明は、2-(3-エタンスルホニルピリジン-2-イル)-5-(トリフルオロメタンスルホニル)ベンズオキサゾール、即ち、式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
で表される化合物(以下、化合物(1)と記載する)の新たな製造方法を提供する。
 本発明者によれば、化合物(1)は式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
で表される化合物(以下、化合物(2)と記載する)を有機スルホン酸と無水酢酸との存在下、溶媒中で、水と酢酸とを系外に除去しながら環化させることにより製造される。
 以下、本発明について詳細に説明する。
 出発物の化合物(2)はWO2014/104407に記載の方法により製造できる。
 本発明において、環化は溶媒中で行われ、その溶媒としては、例えばトルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン、クメン、メシチレン等の芳香族炭化水素溶媒;クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等の芳香族ハロゲン化炭化水素溶媒;1,4-ジオキサン等のエーテル溶媒;酢酸ブチル等のエステル溶媒;プロピオニトリル等のニトリル溶媒;ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄化合物溶媒;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド溶媒及びこれらの混合溶媒が挙げられ、好ましくは、芳香族炭化水素溶媒及び芳香族ハロゲン化炭化水素溶媒が挙げられ、より好ましくは、キシレン、エチルベンゼン、クメン、メシチレン、クロロベンゼン及びo-ジクロロベンゼンが挙げられる。
 溶媒の使用量は、化合物(2)1質量部に対して、通常1~100質量部であり、好ましくは1~20質量部である。
 環化に用いられる有機スルホン酸としては、例えばパラトルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、メタンスルホン酸及びカンファースルホン酸が挙げられる。有機スルホン酸として水和物を用いてもよいが、水和物を用いる際は、あらかじめ溶媒と混合し、ディーンスターク装置等を用いて還流脱水した後、環化に使用するのが好ましい。好ましい有機スルホン酸は、パラトルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸及びメタンスルホン酸である。
 環化には、化合物(2)1モルに対して、有機スルホン酸が通常0.1モル~5モルの割合で用いられ、好ましくは有機スルホン酸が0.5モル~3モルの割合で用いられる。
 環化温度は通常100℃~180℃の範囲内であり、好ましくは130℃~165℃の範囲内である。環化時間は、通常、0.1~48時間の範囲内であり、好ましくは0.1~24時間の範囲内である。
 環化には、化合物(2)1モルに対して、無水酢酸が通常0.1~5モルの割合で用いられ、好ましくは無水酢酸が0.5~2モルの割合で用いられる。
 環化に際しては、無水酢酸と水とが反応して生じる酢酸を、水と共に系外に除去しながら行う。
 水と酢酸とを系外に除去するため、水と酢酸とを共沸させて留去することができる。溶媒を水及び酢酸と共に共沸させて留去することが好ましいことから、溶媒にキシレン、クロロベンゼン又はメシチレンを使用するのが有利である。溶媒を回収して再利用する場合には、ディーンスターク装置等を用いて溶媒と水と酢酸とを共沸させて、留去液を水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ性水溶液と混合することにより酢酸を中和することで、含有する酢酸の量を減じた溶媒を系内に戻すことができる。また、系内の水を減じるために、環化前にモレキュラーシーブス、無水硫酸ナトリウム又は無水硫酸マグネシウム等の脱水剤を系内に加えておくことができる。これらの脱水剤は環化終了後に濾過により除去することができる。
 環化終了後は、反応混合物を水又は炭酸カリウム水溶液等のアルカリ水に加えて有機溶媒で抽出し、有機層を濃縮する;反応混合物を水に加えて生じた固体を濾過により集める;又は、反応混合物中に生成した固体を濾過により集めることにより化合物(1)を単離することができる。単離された化合物(1)は、再結晶、クロマトグラフィー等によりさらに精製することもできる。
 以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの例に限定されない。
実施例1
 窒素雰囲気下で、パラトルエンスルホン酸一水和物29.6g及びキシレン30.2gの混合物を、ディーンスターク装置を用いて4時間還流脱水した。化合物(2)50.0g及びキシレン60gの混合物に、先に得られたパラトルエンスルホン酸とキシレンとの混合物を加えた。48%水酸化ナトリウム水溶液9.5gを予め直管部に充填したディーンスターク装置を用いて、得られた混合物を140℃に加熱して、水と酢酸とを系外に除去しながら無水酢酸5.82gを17時間かけて滴下した。ディーンスターク装置を用いたまま7時間、140℃で撹拌した。得られた混合物を炭酸カリウム水溶液に加えて分液し、得られた有機層の一部を高速液体クロマトグラフィーを用いて定量したところ、化合物(1)が収率93.5%で得られていることがわかった。
 有機層を炭酸カリウム水溶液、及び水で洗浄後、濃縮し、ヘプタンを用いて晶析することにより、化合物(1)を収率90.2%で得た。
実施例2
 窒素雰囲気下で、パラトルエンスルホン酸一水和物29.5g及びキシレン30.1gの混合物を、ディーンスターク装置を用いて4時間還流脱水した。化合物(2)50.0g及びキシレン60gの混合物に、先に得られたパラトルエンスルホン酸とキシレンとの混合物を加えた。48%水酸化ナトリウム水溶液11.4gを予め直管部に充填したディーンスターク装置を用いて、得られた混合物を140℃に加熱して、水と酢酸とを系外に除去しながら、無水酢酸6.99gを18時間かけて滴下した。ディーンスターク装置を用いたまま1時間、140℃で撹拌した。得られた混合物を炭酸カリウム水溶液に加えて分液し、得られた有機層の一部を高速液体クロマトグラフィーを用いて定量したところ、化合物(1)が収率93.9%で得られていることがわかった。
実施例3
 窒素雰囲気下で、パラトルエンスルホン酸一水和物35.4g及びクロロベンゼン36.0gの混合物を、ディーンスターク装置を用いて4時間還流脱水した。化合物(2)60.0g及びクロロベンゼン72.0gの混合物に、先に得られたパラトルエンスルホン酸とクロロベンゼンとの混合物を加えた。48%水酸化ナトリウム水溶液12.4g及び水19.9gを予め直管部に充填したディーンスターク装置を用いて、得られた混合物を133℃に加熱して、水と酢酸とを系外に除去しながら、無水酢酸11.18gを17時間かけて滴下した。得られた混合物を炭酸カリウム水溶液に加えて分液し、得られた有機層の一部を高速液体クロマトグラフィーを用いて定量したところ、化合物(1)が収率95.4%で得られていることがわかった。
実施例4
窒素雰囲気下で、パラトルエンスルホン酸一水和物38.2g及びメシチレン38.4gの混合物を、ディーンスターク装置を用いて2時間40分還流脱水した。化合物(2)83.7g及びメシチレン201gの混合物に、先に得られたパラトルエンスルホン酸とメシチレンとの混合物を加えた。得られた混合物を165℃に加熱し、水と酢酸とメシチレンとを留去しながら、無水酢酸16.77gを11時間かけて滴下した。その際の留去液は146g、滴下したメシチレンは147gであった。得られた混合物を高速液体クロマトグラフィーを用いて反応率を確認したところ、反応率は99%であった。
参考例1
 窒素雰囲気下で、化合物(2)10.0g及びキシレン20.0gの混合物を140℃に加熱した。得られた混合物を140℃に加熱して、18.5%水酸化ナトリウム水溶液5.9gを加えたディーンスターク装置を用いて水と酢酸とを系外に除去しながら、無水酢酸1.40gとキシレン5.0gとの混合溶液を17時間かけて滴下した。得られた混合物にアセトニトリルを加えて希釈し、混合物の一部を高速液体クロマトグラフィーを用いて定量したところ、化合物(1)が収率6.4%で得られていることがわかった。
 本発明により、有害生物に対して防除効力を有する化合物(1)を製造することができる。

Claims (7)

  1. 式(2)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
    で表される化合物を有機スルホン酸と無水酢酸との存在下、溶媒中で、水と酢酸とを系外に除去しながら環化させる式(1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
    で表される化合物の製造方法。
  2. 溶媒が芳香族炭化水素溶媒及び芳香族ハロゲン化炭化水素溶媒からなる群より選ばれる1以上の溶媒である請求項1に記載の方法。
  3. 溶媒がキシレンである請求項1に記載の方法。
  4. 溶媒がクロロベンゼンである請求項1に記載の方法。
  5. 溶媒がメシチレンである請求項1に記載の方法。
  6. 有機スルホン酸がパラトルエンスルホン酸、メタンスルホン酸又はベンゼンスルホン酸である請求項1~5のいずれかに記載の方法。
  7. 有機スルホン酸がパラトルエンスルホン酸である請求項1~5のいずれかに記載の方法。
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