專利名稱：N-(3-((芳基氨基)磺酰基-1h-1，2，4--三唑-5-基)胺的制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑的氯氧化來(lái)制備5-氨基-3-氯磺?；?1，2，4-三唑的方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的方法，其特征在于，在用氯進(jìn)行處理之前，預(yù)先形成相應(yīng)的二硫化物。
美國(guó)專利4，734，123和4，755，212描述了許多N-(3-((芳基氨基)磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺類(Ⅰ)、其制備方法、以及它們?cè)谌〈?，2，4-三唑并[1，5-a]嘧啶-2-磺酰苯胺類除草劑(Ⅱ)的制造過(guò)程中作為中間體的應(yīng)用。
最近，有人報(bào)導(dǎo)了直接由取代苯胺類和5-氨基-3-氯磺?；?1，2，4-三唑(Ⅲ)制備N-(3-((芳基氨基)磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺類(Ⅰ)。
在EP0375061中，在酸水溶液介質(zhì)中用氯處理5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑(Ⅳ)至反應(yīng)基本完全，制得了5-氨基-3-氯磺?；?1，2，4-三唑(Ⅲ)。
將5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑氯氧化成5-氨基-3-氯磺?；?1，2，4-三唑雖然產(chǎn)率比較好，但該方法也有不便之處，即難于處理的漿狀物而造成混合上的問(wèn)題，從而使氯擴(kuò)散和熱傳遞的放大都變得復(fù)雜化了。此外，產(chǎn)物也被氯氧化過(guò)程中的主要副產(chǎn)物3-氨基-1，2，4-三唑(Ⅴ)污染。
如果能發(fā)現(xiàn)一種改進(jìn)的方法，從而減輕由于漿狀物難于處理而造成的混合困難，并避免主要污染物的生成，這將是非常理想的。
本發(fā)明涉及在酸水溶液介質(zhì)中由5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑制備5-氨基-3-氯磺?；?1，2，4-三唑的方法。原料和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)式分別為 該方法的特征在于如下的兩個(gè)連續(xù)的步驟(a)使5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑與一種氧化劑反應(yīng)，從而將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的二硫化物;
(b)使該二硫化物與氯反應(yīng)。
該二硫化物可以由5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑預(yù)先形成，也可以在氯化之前就地制備。所述的兩個(gè)步驟最好在不分離中間產(chǎn)物二硫化物的情況下進(jìn)行。
將5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑定量地轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的二硫化物的一種優(yōu)選方法，是用過(guò)氧化氫進(jìn)行氧化。在用氯處理之前預(yù)先形成二硫化物，可以避免3-氨基-1，2，4-三唑污染物。
此外，5-氨基-3-氯磺酰基-1，2，4-三唑反應(yīng)混合物可以直接與取代的苯胺類反應(yīng)，制得可用于制造除草劑的中間體。
在5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑的直接氯化過(guò)程中，觀察到3-氨基-1，2，4-三唑?yàn)橹饕母碑a(chǎn)物。在一個(gè)氧化反應(yīng)中出現(xiàn)這種高度還原的化合物有些意外?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在這些反應(yīng)條件下2當(dāng)量的5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑與5-氨基-3-氯磺?；?1，2，4-三唑反應(yīng)，生成3-氨基-1，2，4-三唑以及巰基三唑的二硫化物的SO2配合物。
如果在用氯處理之前將所有5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑都轉(zhuǎn)化成二硫化物，則產(chǎn)物氯磺?；虿辉倥c原料巰基三唑共存，從而避免副產(chǎn)物3-氨基-1，2，4-三唑的形成。
二硫化物可以預(yù)先形成，也可以由5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑就地制備。硫醇向二硫化物的轉(zhuǎn)化易于用溫和氧化劑進(jìn)行，最方便的是就地進(jìn)行。許多不同的氧化劑都可將硫醇轉(zhuǎn)化成二硫化物，這些氧化劑包括例如碘、鐵氰化鉀、三氟乙酸鉈、偶氮二(N，N-二甲基甲酰胺)，在某些情況下甚至就在堿存在下用空氣作氧化劑，但一般優(yōu)選的是在酸性條件下使用過(guò)氧化氫?？梢圆捎?-70%的過(guò)氧化氫濃度。一般來(lái)說(shuō)，優(yōu)選的過(guò)氧化氫濃度為10-50%。最優(yōu)選的是使用30%的過(guò)氧化氫。應(yīng)避免使用能有效地將含硫化合物完全氧化成相應(yīng)磺酸的強(qiáng)氧化劑。
硫醇向二硫化物的轉(zhuǎn)化是與0.5當(dāng)量過(guò)氧化物定量進(jìn)行的。由于過(guò)氧化物易被氯分解，所以就隨后的氯化反應(yīng)而言，使用過(guò)量的過(guò)氧化物除了影響化學(xué)計(jì)量外不會(huì)有任何問(wèn)題。
通常用酸水溶液作初始反應(yīng)介質(zhì)。因?yàn)殡S后的氯化反應(yīng)產(chǎn)生鹽酸，所以鹽酸水溶液是優(yōu)選的反應(yīng)介質(zhì)。為了保持反應(yīng)漿液更易于處理，初始的氧化反應(yīng)在濃度約為15-30%(重量)的HCl水溶液中進(jìn)行。已發(fā)現(xiàn)使用恒沸(6.25N)HCl非常適于此目的。所用的含酸水溶液介質(zhì)的量通常要使5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑(或相應(yīng)的二硫化物)的濃度為全部反應(yīng)混合物重量的約5-30%。
由于反應(yīng)混合物是漿狀物，所以很重要的是要進(jìn)行攪拌以促進(jìn)各試劑的接觸。
溫度通常保持在從剛好高于混合物凝固點(diǎn)至70℃的范圍，最好保持在30-50℃。
巰基三唑完全轉(zhuǎn)化成二硫化物后，開(kāi)始加入氯。攪拌仍然很重要，以促進(jìn)各反應(yīng)物的接觸。
溫度通常保持在從剛好高于混合物凝固點(diǎn)至50℃的范圍，優(yōu)選保持在-10～30℃，更為優(yōu)選的是-5～25℃。由于該反應(yīng)放熱，所以一般要采用外部冷卻。
理論上，該反應(yīng)對(duì)每摩爾二硫化物要求有2.5摩爾氯。由于在就地制備二硫化物的過(guò)程中留下的任何過(guò)量的過(guò)氧化物都會(huì)消耗氯，所以必須考慮提供足夠的氯，從而既分解過(guò)氧化物，又把二硫化物氧化成所要的氯磺?；?。通常采用稍微過(guò)量，即過(guò)量2-5%。通常加氯至其吸收幾乎停止，因?yàn)榉磻?yīng)的速度通常和所能達(dá)到的氯的加入速度相同。
由于該反應(yīng)產(chǎn)生鹽酸，并且產(chǎn)物5-氨基-3-氯磺?；?1，2，4-三唑的鹽酸鹽在高的酸濃度下形成極稠的漿狀物，最好是在氧化反應(yīng)的后幾個(gè)階段中加入水，使反應(yīng)在20-30%HCl(重量)范圍內(nèi)的酸濃度下完成。
在一個(gè)典型的反應(yīng)中，將5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑進(jìn)行篩分或研磨以促進(jìn)漿狀物的自由流動(dòng)，并將6.25N(恒沸)HCl加到反應(yīng)容器中并劇烈攪拌。在50℃以與散熱一致的速度加入0.5當(dāng)量30%H2O2，定量并幾乎即刻產(chǎn)生二硫化物。過(guò)氧化物加完后，將易流動(dòng)的二硫化物漿狀物冷卻至5℃以下。以與散熱一致的速度將氯噴入反應(yīng)物中，同時(shí)加入水，使HCl濃度大致保持在6N。監(jiān)測(cè)二硫化物的消失以確定氯化反應(yīng)已結(jié)束，完成該反應(yīng)通常需要Cl2比理論值過(guò)量2-5%(摩爾)。
可以用常規(guī)手段，例如過(guò)濾或離心，回收含有一些鹽酸的濕固狀5-氨基-3-氯磺?；?1，2，4-三唑。最好在加完氯后立即回收，然后立即以原態(tài)或經(jīng)過(guò)干燥后使用，以避免由于水解或二氧化硫逸出而造成產(chǎn)率損失。
可供選擇且優(yōu)選的做法是，可以使反應(yīng)混合物直接與取代苯胺偶聯(lián)，制得N-(3-((芳基氨基)磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺。合適的取代苯胺描述在美國(guó)專利4，734，123和4，755，212中。優(yōu)選的苯胺類具有下式 其中X代表F、Cl、Br或C1-C4烷基;
Y代表F、Cl、Br或NO2;
Z代表H、C1-C4烷基或C1-C4烷氧基。
進(jìn)行該偶聯(lián)反應(yīng)之前，要加入諸如Na2S2O5、NaHSO3或SO2等破壞任何殘留的氧化劑，在這時(shí)使用還原劑可保護(hù)取代苯胺不被氧化分解。
由于質(zhì)子化的苯胺類不發(fā)生反應(yīng)，所以必須外加堿以中和氯磺?；蚍磻?yīng)混合物中存在的HCl，并中和偶聯(lián)反應(yīng)中產(chǎn)生的額外當(dāng)量的HCl。合適的HCl接受體包括，例如無(wú)機(jī)堿(如堿金屬氫氧化物)或有機(jī)堿(如三烷基胺類)。采用過(guò)量的取代苯胺作為堿常常是很方便的。使用足夠的取代苯胺能得到高產(chǎn)率的偶聯(lián)產(chǎn)物，取代苯胺的量至少應(yīng)足以(a)發(fā)生反應(yīng);(b)中和原來(lái)存在于氯磺?；蚍磻?yīng)混合物中的HCl;(c)中和偶聯(lián)反應(yīng)中產(chǎn)生的額外當(dāng)量的HCl。對(duì)這一具體方案來(lái)說(shuō)，2，6-二氟苯胺是最優(yōu)選的苯胺衍生物。
在一個(gè)典型的反應(yīng)中，將預(yù)先用還原劑處理過(guò)的5-氨基-3-氯磺?；?1，2，4-三唑反應(yīng)混合物，在充分?jǐn)嚢柘卵杆偌拥?2當(dāng)量的取代苯胺中。該反應(yīng)迅速進(jìn)行，通常在約30分鐘內(nèi)完全。過(guò)量的取代苯胺可通過(guò)用苛性堿處理而回收，從而釋放出游離苯胺，然后可用常規(guī)技術(shù)如水蒸汽蒸餾或傾析法來(lái)回收。接著用常規(guī)方法回收偶聯(lián)產(chǎn)物。
給出下列實(shí)例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但不應(yīng)誤認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。所有熔點(diǎn)均未經(jīng)校正。
在一臺(tái)色譜儀上進(jìn)行高壓液相色譜(HPLC)分析，該色譜儀的組成為Hitachi L6200泵、Kratos Spectroflow 757可變波長(zhǎng)檢測(cè)器(214nm)、Spectra Physics SP4290積分儀、以及帶有一個(gè)20微升進(jìn)樣環(huán)管和一個(gè)Jones Chromatography(Littleton Co.)Apex Octyl5微升25厘米×4.6毫米反相柱的Rheodyne 7125注射器。色譜柱用8%(體積)乙腈和0.1%(體積)H3PO4水溶液以1.8毫升/分洗脫。
實(shí)例Ⅰ 二(5-氨基-1，2，4-三唑-3-基)二硫化物的制備
將3-氨基-5-巰基-1，2，4-三唑(46.5克;0.4摩爾)懸浮于320毫升6.25N HCl中。在保持溫度在25至30℃之間的同時(shí)，用30分鐘加入23克(0.203摩爾)30%H2O2在60毫升去離子水中的溶液。將得到的白色漿狀物冷卻到10℃并真空過(guò)濾。濾餅用300毫升丙酮洗滌并干燥后，得到53克(產(chǎn)率87.5%)標(biāo)題二硫化物的二鹽酸鹽。產(chǎn)物純度為99.8%(HPLC面積百分比)。將該二鹽酸鹽在水中再打漿并小心地用Na2CO3中和，得到游離的二(5-氨基-1，2，4-三唑-3-基)二硫化物，該化合物在250-256℃熔化并分解。
實(shí)例Ⅱ 5-氨基-3-氯磺?；?1，2，4-三唑(Ⅲ)的制備及其與2，6-二氟苯胺的偶聯(lián)
向配備有滴液漏斗、機(jī)械攪拌器和氯氣噴管的1升三頸瓶中，加入59克(0.5摩爾)3-氨基-5-巰基-1，2，4-三唑和400毫升6.25NHCl。在用冰水浴維持反應(yīng)溫度在20至30℃之間的同時(shí)，用20分鐘滴加30克(0.26摩爾)30%H2O2。利用HPLC確認(rèn)已完全轉(zhuǎn)化成二硫化物后，用冰/乙醇浴將反應(yīng)物冷卻至0℃。用2小時(shí)向冷的反應(yīng)物中噴入氯(94.8克)，并分別在已加入24克和42克氯后的間隔內(nèi)，各加入一份100毫升去離子水。利用HPLC分析確認(rèn)已轉(zhuǎn)化完全后，加入10克Na2S2O5破壞任何過(guò)量的氯。
向裝在配備有機(jī)械攪拌器的2升三頸瓶中的783.4克新蒸2，6-二氟苯胺中，一次全部加入5-氨基-3-氯磺酰基-1，2，4-三唑的稀漿液。加完后，用200毫升去離子水洗滌裝氯磺?；虻臒浚⑾礈煲杭拥椒磻?yīng)物。偶聯(lián)反應(yīng)放熱至36℃。20分鐘后，用HPLC分析反應(yīng)已完全。反應(yīng)物用500克50%NaOH(PH12.0)中和，將該混合物冷卻至30℃并用玻璃粉過(guò)濾，以改善兩個(gè)液相間的界面。將濾液移入一分液漏斗中，放出底層的2，6-二氟苯胺(697克)。水相用100毫升二氯甲烷洗滌以除去任何殘留的苯胺。將水溶液加回到反應(yīng)瓶中并加熱至90℃。滴加乙酸(100克)沉淀出產(chǎn)物(PH4.3)。將該漿狀物用幾個(gè)小時(shí)冷卻至45℃，然后迅速冷卻至5℃。將該漿狀物真空過(guò)濾，濾餅用200毫升冰水洗滌。于85℃下真空干燥后，收集到118.3克N-(3-(((2，6-二氟苯基)氨基)磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺(純度為96%)，所得到的總產(chǎn)率以5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑?yàn)榛A(chǔ)計(jì)算為87%。質(zhì)子和碳的核磁共振譜與結(jié)構(gòu)一致。
實(shí)例Ⅲ 5-氨基-3-氯磺?；?1，2，4-三唑的制備及其與2，6-二氟苯胺的偶聯(lián)在配備有機(jī)械攪拌器、滴液漏斗和氯氣噴管的500毫升三頸燒瓶中，裝入5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑(23.5克;0.2摩爾)和160毫升6.25N HCl(1.0摩爾)。在保持反應(yīng)溫度在20至30℃之間的同時(shí)，用10分鐘滴加12克(0.105摩爾)30%H2O2。加完后，將反應(yīng)物短暫溫?zé)嶂?0℃，然后用冰/乙醇浴冷卻至0℃。在0℃下用2小時(shí)向反應(yīng)物中噴入氯(39克;0.56摩爾)，在反應(yīng)接近結(jié)束時(shí)加入60毫升去離子水以保持漿狀物容易攪拌。用HPLC確認(rèn)已完全轉(zhuǎn)化為磺酰氯后，加入3克Na2S2O5以還原任何過(guò)量的氯。
將5-氨基-3-氯磺?；?1，2，4-三唑反應(yīng)混合物一次全部加入到310克(2.4摩爾)濕的2，6-二氟苯胺中，反應(yīng)放熱至約45℃。20分鐘后偶聯(lián)反應(yīng)完全。反應(yīng)物用176克(2.2摩爾)50%NaOH中和，使PH為6.0。用水蒸氣蒸餾法回收2，6-二氟苯胺，用迪安-斯達(dá)克榻分水器作接收器，使餾出液中的水相連續(xù)地返回蒸餾瓶。回收到283.5克2，6-二氟苯胺后，得到的漿狀物中含有N-(3-(((2，6-二氟苯基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺，其中只殘留有痕量的苯胺。
權(quán)利要求
1.制備具有下式(Ⅰ)的N-(3-((芳基氨基)磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺的方法， 其中Ar是具有下式的取代苯基 其中X代表F、Cl、Br或C1-C4烷基；Y代表F、Cl、Br或NO2；Z代表H、C1-C4烷基或C1-C4烷氧基；該方法的特征在于如下的連續(xù)的步驟(a)使式(Ⅳ)的5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑與一種氧化劑反應(yīng)，從而將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的二硫化物； (b)使該二硫化物與氯反應(yīng)，得到含5-氨基-3-氯磺酰基-1，2，4-三唑的反應(yīng)混合物； (c).使5-氨基-3-氯磺?；?1，2，4-三唑反應(yīng)混合物直接與下式的取代苯胺偶聯(lián) 其中X、Y和Z如前面所定義。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中通過(guò)用過(guò)氧化氫氧化而將式(Ⅳ)的5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑轉(zhuǎn)化為二硫化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中前兩個(gè)步驟在不分離中間體二硫化物的情況下進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中使用10-50%的過(guò)氧化氫。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中水溶液反應(yīng)介質(zhì)中鹽酸的初始濃度為15-30%(重量)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中鹽酸的終濃度保持在20-30%(重量)。
7.權(quán)利要求1的方法，其中在與取代苯胺反應(yīng)之前用還原劑破壞殘留的氧化劑。
8.權(quán)利要求1或7的方法，其中取代苯胺為2，6-二氟苯胺。
9.權(quán)利要求8的方法，其中二氟苯胺的用量足以(a)與5-氨基-3-氯磺酰基-1，2，4-三唑反應(yīng);(b)中和5-氨基-3-氯磺?；?1，2，4-三唑反應(yīng)混合物中存在的HCl;(c)中和偶聯(lián)反應(yīng)中產(chǎn)生的額外當(dāng)量的HCl。
全文摘要
通過(guò)5-氨基-3-巰基-1，2，4-三唑的氯氧化制備5-氨基-3-氯磺酰基-1，2，4-三唑。該方法的特征是，在用氯處理之前預(yù)先由硫醇形成二硫化物。5-氨基-3-氯磺酰基-1，2，4-三唑反應(yīng)混合物可直接與取代苯胺反應(yīng)，制得N-(3-((芳基氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺，后者可用作制造除草劑的中間體。
文檔編號(hào)C07D249/12GK1100722SQ9410858
公開(kāi)日1995年3月29日 申請(qǐng)日期1994年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月6日
發(fā)明者理查德·C·克勞斯 申請(qǐng)人:唐艾蘭科公司