Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING TRIAZOLYL METHYL OXIRANES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/094819
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing triazolyl methyl oxiranes of formula I wherein A and B are the same or different and independently represent C¿1?-C¿4?-alkyl, phenyl-C¿1?-C¿2?-alkyl, C¿3?-C¿6?-cycloalkyl, C¿3?-C¿6?-cycloalkenyl, tetrahydropyranyl, tetrahydrofuranyl, dioxanyl or phenyl, the phenyl radical being able to carry between one and three substituents selected from the group containing halogen, nitro, C¿1?-C¿4?-alkyl, C¿1?-C¿4?-alkoxy, phenoxy, amino, C¿1?-C¿2?-halogenalkyl or phenylsulfonyl. Said compounds are produced by converting an oxirane of formula II wherein A and B have the aforementioned designation, and L represents a leaving group which can be substituted in a nucleophilic manner, with a) 1,2,4-triazole (IIIa) and a molar equivalent of an inorganic base, or b) a 1,2,4-triazolide of formula IIIb wherein Me represents an alkali metal atom or a quaternary ammonium ion, in a dipolar aprotic solvent having an OH-acid compound content of less than 0.5 % and/or having an NH-acid compound content of less than 2.5 %.

Inventors:
SANDER MICHAEL (DE)
NOACK RAINER (DE)
KAISER REINHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/005262
Publication Date:
November 28, 2002
Filing Date:
May 14, 2002
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BASF AG (DE)
SANDER MICHAEL (DE)
NOACK RAINER (DE)
KAISER REINHARD (DE)
International Classes:
C07D405/06; C07D521/00; (IPC1-7): C07D405/06
Foreign References:
EP0094564A21983-11-23
EP0330132A11989-08-30
Other References:
T. BURGER ET AL: "Synthesis of four 14C-isotopomers of epoxiconazole, a new triazole fungicide", JOURNAL OF LABELLED COMPOUNDS AND RADIOPHARMACEUTICALS, vol. 38, no. 2, 1996, SUSSEX, GB, pages 173 - 178, XP008007186, ISSN: 0362-4803
H. MIYAUCHI ET AL: "Asymmetric synthesis of SM-9164, a biologically active enantiomer of antifungal agent SM-8668", BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN., vol. 69, no. 9, 1996, JAPAN PUBLICATIONS TRADING CO. TOKYO., JP, pages 2625 - 2632, XP002210961, ISSN: 0009-2673
T. KONOSU ET AL: "Payne rearrangement route to the optically active oxirane precursor for the preparation of triazole antifungals", CHEMICAL AND PHARMACEUTICAL BULLETIN., vol. 40, no. 2, 1992, PHARMACEUTICAL SOCIETY OF JAPAN. TOKYO., JP, pages 562 - 564, XP002210962, ISSN: 0009-2363
T. KONOSU ET AL: "Concise synthesis of optically active oxirane precursors for the preparation of triazole antifungals using the Friedel-Crafts reaction of (S)-2-tosyloxypropionyl chloride", TETRAHEDRON LETTERS., vol. 32, no. 51, 1991, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS, AMSTERDAM., NL, pages 7545 - 7548, XP002210963, ISSN: 0040-4039
Attorney, Agent or Firm:
BASF AKTIENGESELLSCHAFT (Ludwigshafen, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Triazolylmethyloxiranen der Formel I, in der A und B gleich oder verschieden sind und unabhängig voneinander ClC4_Alkyl, PhenylClC2Alkyl, C3C6Cycloalkyl, C3C6Cycloalkenyl, Tetrahydropyranyl, Tetrahydrofuranyl, Dio xanyl oder Phenyl bedeuten, wobei der Phenylrest ein bis drei Substituenten ausgewählt aus der Gruppe : Halogen, Nitro, ClC4Alkyl, ClC4Alkoxy, Phenoxy, Amino, ClC2Halogenalkyl oder Phenylsulfonyl tragen kann, durch Umsetzung eines Oxirans der Formel II, in der A und B die vorgenannte Bedeutung besitzen und L für eine nukleophil substituierbare Abgangsgruppe steht, mit a) 1,2,4Triazol IIIa und einem Moläquivalent einer anorgani schen Base oder b) einem 1,2,4Triazolid der Formel IIIb, IIIa : Me = Wasserstoff IIIb : Me = Alkalimetall in der Me für ein Alkalimetallatom oder ein quartäres Ammoni umsalz steht, dadurch gekennzeichnet, daß man die Triazolie rung in einem dipolar aprotischen Lösungsmittel durchführt, dessen Gehalt an OHaciden Verbindungen weniger als 0,5% und/ oder deren Gehalt an NHaciden Verbindungen weniger als 2,5% beträgt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als dipolar aprotisches Lösungsmittel ein Amid, Harnstoff, Ure than, Sulfoxid oder ein Gemisch dieser Lösungsmittel einge setzt wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Dimethylformamid, Dimethylacetamid oder NMe thylpyrrolidon eingesetzt wird.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Verbindung mit der Formel I, worin die Substituenten A Fluorphenyl und B Chlorphenyl bedeuten, her gestellt wird.
Description:
Verfahren zur Herstellung von Triazolylmethyloxiranen Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Triazolylmethyloxiranen der Formel I, in der A und B gleich oder verschieden sind und unabhängig von- einander Cl-C4_Alkyl, Phenyl-Cl-C2-alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, C3-C6- Cycloalkenyl, Tetrahydropyranyl, Tetrahydrofuranyl, Dioxanyl oder Phenyl bedeuten, wobei der Phenylrest ein bis drei Substituenten ausgewählt aus der Gruppe : Halogen, Nitro, Cl-C4-Alkyl, Cl-C4-A1- koxy, Phenoxy, Amino, Cl-C2-Halogenalkyl oder Phenylsulfonyl tra- gen kann, durch Umsetzung eines Oxirans der Formel II, in der A und B die vorgenannte Bedeutung besitzen und L für eine nukleophil substituierbare Abgangsgruppe steht, mit a) 1,2,4-Triazol (IIIa) und einem Moläquivalent einer anorgani- schen Base oder b) einem 1,2,4-Triazolid der Formel IIIb, IIIa : Me = Wasserstoff IIIb : Me = Alkalimetall in der Me für ein Alkalimetallatom oder ein quartäres Ammoniumion steht.

Triazolylmethyloxirane dienen zur Herstellung von fungiziden Mit- teln, insbesondere gegen Getreidekrankheiten.

Aus EP-A 94 564, US 4,906,652, EP-A 330 132 und EP-A 334 035 sind Verfahren zur Herstellung von Triazolylmethyloxiranen ausgehend von einem Oxiran der Formel II und 1,2,4-Triazol in Gegenwart einer Base bekannt. Die Verfahren werden allesamt bei Raumtempe- ratur durchgeführt. Die Reaktionszeiten liegen bei 8 bis 18 Stun- den. Als Lösungsmittel für die Triazolierung werden im Stand der Technik im allgemeinen dipolare aprotische Lösungsmittel wie Di- methylformamid oder Ether eingesetzt. Im Stand der Technik ist weiterhin nichts bekannt, was auf einen störenden Einfluß von OH-aciden bzw. NH-aciden Verbindungen auf die Regiochemie der Triazolierungsreaktion hindeutet.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren benötigen lange Reaktionszeiten. Durch Solvolyse und Ringöffnungsreaktion entste- hen eine Reihe von Nebenprodukten, die die Ausbeute verringern und die Isolierung und Reinigung der gewünschten Triazolylmethyl- oxirane erheblich erschweren. Weiterhin entstehen neben dem ge- wünschten 1-auch 4-substituierte Triazole in Anteilen von 5-25%.

Bei der üblicherweise durchgeführten Isolierung der Triazolylme- thyloxirane durch Ausfällung mit Wasser führen diese Nebenpro- dukte zu schlechten Zentrifugier-bzw. Filtriereigenschaften der entstehenden Kristallmaischen. In vielen Fällen müssen diese Ne- benprodukte vom Wertprodukt durch zusätzliche aufwendige Reini- gungsoperationen im nachhinein entfernt werden.

Ohne zusätzliche aufwendigen Reinigungsoperationen lassen sich im Stand der Technik lediglich Reinheitsgrade von unter 92% reali- sieren. Durch anschließende technische Reinigungsverfahren wie Extraktion oder erneute Fällung kann die Reinheit der fungizid wirksamen Triazolylmethyl-oxirane häufig nur auf 94% gesteigert werden.

Ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Triazolylme- thyl-oxiranen auf dem genannten Syntheseweg mit Wirkstoffgehalten von über 96% bei hoher Raum/Zeit-Ausbeute im technischen Maßstab sind bisher nicht verfügbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es demnach ein Verfahren zu finden, daß die obenbeschriebenen Nachteile nicht aufweist und sich im Gegenteil durch eine hohe Prozeßfähigkeit und eine hohe Raum/Zeit Ausbeute auszeichnet. Schließlich sollte das Verfahren Triazolylmethyloxirane in guten Ausbeuten und hoher Reinheit lie- fern, sodaß aufwendige Reinigungsoperationen für die Endprodukte entfallen können.

Demnach wurde das eingangs erwähnte Verfahren gefunden, das da- durch gekennzeichnet ist, daß man die Triazolierung in einem di- polar aprotischen Lösungsmittel durchführt, dessen Gehalt an OH- aciden Verbindungen weniger als 0,5% und/oder deren Gehalt an NH-aciden Verbindungen weniger als 2,5% beträgt.

In einem Lösungsmittel, das die obengenannten Grenzwerte auf- weist, vermindert sich der Gehalt an 4-substituierten Triazolen im Reaktionsprodukt erheblich gegenüber einer Reaktionsführung in Gegenwart OH-und NH-acider Verbindungen gemäß den Verfahren des standes der Technik. Gleichzeitig nimmt der Gehalt an gewünschten 1-substituierten Triazolen zu.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.

Als Ausgangsmaterialien eigenen sich Oxirane der Formel II, in der A und B gleich oder verschieden sind und unabhängig von- einander Cl-C4_Alkyl, Phenyl-Cl-C2-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, C3-C6- Cycloalkenyl, Tetrahydropyranyl, Tetrahydrofuranyl, Dioxanyl oder Phenyl bedeuten, wobei der Phenylrest ein bis drei Substituenten ausgewählt aus der Gruppe : Halogen, Nitro, Cl-C4-Alkyl, Cl-C4-A1- koxy, Phenoxy, Amino, Cl-C2-Halogenalkyl oder Phenylsulfonyl tra- gen kann und L für eine nukleophil substituierbare Abgangsgruppe steht. Die Oxirane lassen sich wie in DE-A 39 36823, EP-A 94 564, US 4,906,652, EP-A 330 132 und EP-A 334 035 beschrieben herstel- len.

Bevorzugte Ausgangsmaterialien tragen die folgenden Substituen- ten, wobei die Bevorzugung jeweils für sich allein oder in Kombi- nation zu sehen ist : A und B bedeuten vorzugsweise einen durch Halogen, Cl-C4-Alkyl oder Cl-C4-Alkoxy substituierten Phenylrest.

Insbesondere bedeutet A 4-Fluorphenyl und B 2-Chlorphenyl.

L steht für eine nukleophil substituierbare Abgangsgruppe wie beispielsweise Halogenid, Alkylsulfonat, Arylsulfonat oder Alkyl- sulfat. Vorzugsweise bedeutet L Chlorid, Bromid, Tosylat und ins- besondere Mesylat.

Als Triazolide eignen sich Verbindungen der Formel IIIb,

in der Me für ein Alkalimetall oder ein quartäres Ammoniumion wie beispielsweise Tetramethyl-, Tetraethyl-, Tetrabutylammonium steht. Insbesondere steht Me für Natrium oder Kalium.

Geeignete Basen zum Einsatz in Verfahrensvariante a) bzw. zur Herstellung von Triazolid IIIb (Verfahrensvariante b) sind Alka- lihydroxide wie beispielsweise Natrium-oder Kaliumhydroxid, quartäre Ammoniumhydroxide, Alkalicarbonate wie beispielsweise Natrium-, Kalium-oder Natriumhydrogencarbonat, Alkalialkoholate wie beispielsweise Natriummethylat oder Kalium-tert. butylat, Al- kaliphenolat wie Natriumphenolat, Alkalicarboxylat wie beispiels- weise Kaliumformylat oder Natriumacetat oder Hydride wie Natrium- hydrid oder Natriumboranat. Für Verfahrensvariante a) eignen sich darüberhinaus Amine wie beispielsweise 4-Dimethylaminopyridin, 4-Pyrrolidinopyridin, Diazabicycloundecen, Iminophosphoranbase oder Phosphazenbase.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt übli- cherweise in Gegenwart eines Lösungs-oder Verdünnungsmittels. Zu den bevorzugten Lösungsmitteln gehören Ketone wie beispielsweise Aceton, Methylethylketon oder Cyclohexanon, Nitrile wie bei- spielsweise Acetonitril oder Propionitril, Alkohole wie bei- spielsweise Methanol, Ethanol, iso-Propanol, n-Butanol oder Gly- kol, Ester wie beispielsweise Essigsäureethylester oder Essigsäu- rebutylester, Ether wie beispielsweise Tetrahydrofuran, 1,4-Dio- xan oder Dimethoxyethan.

Besonders bevorzugte Lösungsmittel sind Amide wie beispielsweise Dimethylformamid, Dimethylacetamid und N-Methylpyrrolidon oder Tetramethylharnstoff.

Als Reaktionsbeschleuniger kommen zusätzlich noch Metallhaloge- nide wie Natriumiodid, quartäre Ammoniumsalze wie beispielsweise Tetrabutylammoniumchlorid oder Kronenether wie Dibenzo-18-Krone-6 in Betracht. Die Reaktionsbeschleuniger sind jedoch für die Durchführung des Verfahrens nicht notwendig.

Das Verfahren wird in der Regel bei Temperaturen von 10 bis 100°C durchgeführt. Höhere Temperaturen führen zur verstärkten Neben- produktbildung. Unterhalb von 50°C lassen sich Reaktionszeiten von weniger als 4 Stunden nur unter Inkaufnahme von Ausbeuteverlusten

realisieren. Bevorzugt wird in einem Temperaturbereich von 60 bis 70°C gearbeitet.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Triazolidsalzlösung kann auf folgende Weise erfolgen : 1. Lösen eines Triazolidsalzes IIIb in einem Lösungsmittelgemisch von beispielsweise N-Methylpyrrolidon und Toluol und Reduzierung der protischen Verbindungen durch azeotrope Trocknung.

2. Umsetzung eines Triazols IIIa mit einer Base, z. B. Natriumme- thylat, gelöst in Methanol und Abdestillieren des gesamten Metha- nols, gegebenenfalls unter Zusatz eines Azeotrope bildenden Lö- sungsmittels.

3. Lösen eines speziell getrockneten Triazolidsalzes IIIb in ei- nem Lösungsmittel wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid, N-Me- thylpyrrolidon oder Tetramethylharnstoff, wobei deren Gehalt an OH-aciden Verbindungen weniger als 0,5% und/oder deren Gehalt an NH-aciden Verbindungen weniger als 2% beträgt.

Eine spezielle Variante ist die Durchführung der Triazolierungs- reaktion unter gleichzeitiger azeotroper Trocknung, beispiels- weise durch Zufügen eines Triazols IIIa zu einer toluolischen Lösung von II, Zugabe von methanolischer Lösung einer base, wie Natriummethylat und Abdestillieren der flüchtigen Komponenten bei 60-100°C, gegebenenfalls auch im Vakuum.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das Verhältnis von 1- zu 4-substituierten Triazolen (Regioselektivität) auf einen Wert von über 10 angehoben. Der Gehalt an 1-substituiertem Triazol ist in der Regel über 90%. Das erhaltene Produkt ist deshalb wesent- lich wirtschaftlicher zu reinigen. Der entsorgungsrelevante An- teil an inaktiven Isomeren und Nebenprodukten sinkt.

Die Raum-Zeit-Ausbeute ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren deutlich höher. Im allgemeinen wird bei einer Reaktionszeit von 2-4 Stunden bei 60 bis 80°C ein nahezu vollständiger Umsatz er- zielt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Herstellungsbeispiele (Synthese des Isomerengemischs Epoxiconazol Beispiel 1 In einem 2,5 m3 Reaktor wurden zu 311 kg cis/trans-2- (Methansulfo- nyloxymethyl)-2- (4-fluorphenyl)-3- (2-chlorphenyl) oxiran (MES/5 : 95)-gelöst in 1000 kg Toluol-, 675 kg Dimethylforma- mid, 75 kg Triazol und 187 kg Natriummethanolat (30%-ig in Metha- nol) hinzugefügt, anschließend wurde auf 65°C erhitzt und unter leichtem Vakuum (ca. 200 mbar) das enthaltene Toluol abdestil- liert. Nach dem Toluol und MeOH weitgehend entfernt war, beließ man noch 3h bei 65°C und erhielt nach dem Abkühlen eine Lösung ei- nes Epoxiconazol Wirkstoff-Gemischs mit folgenden analytischen Daten (bezogen auf Feststoff) : trans-Epoxiconazol = 83,5%, sym.-Epoxiconazol = 8,3%, cis-Epoxi- conazol = 5,1% ; Damit betrug die Regioselektivität (trans/sym) 10,1.

Durch Fällung und/oder Extraktion konnten die isomeren Epoxicona- zole isoliert und anschließend weiter gereinigt werden.

Beispiel 2 In einem 2,5 m3 Reaktor wurden bei 30°C zu 311 kg cis/trans-2- (Me- thansulfonyloxymethyl)-2- (4-fluorphenyl)-3- (2-chlorphenyl) oxiran (MES/5 : 95), gelöst in 675 kg trockenem Dimethylformamid (DMF), 100 kg sprühgetrocknetes Natriumtriazolid mit einem Wassergehalt von 0,2% und einem 1,2,4-Triazolgehalt von 2,5% hinzugefügt und anschließend 5h auf 65°C erhitzt. Man erhielt nach dem Abkühlen eine Lösung von I in Dimethylformamid mit folgenden analytischen Daten (bezogen auf den Feststoff) : trans-Epoxiconazol = 86,5 %, sym.-Epoxiconazol = 7,8 %, cis Epo- xiconazol = 5,2, die Regioselektivität betrug 11,1.

Beispiel 3 In einem 2,5 m3 Reaktor wurden bei 30°C zu 311 kg MES (cis-trans 5 : 95), gelöst in 500 kg trockenem DMF, zu einer mit Toluol zur Entfernung von Methanol und Wasser azeotrop destillierten Mi- schung von 75 kg Triazol, 175 kg DMF und 187 kg Natriummethanolat (30%-ig in Methanol) hinzugefügt und anschließend 5h auf 65°C er- hitzt. Man erhält nach dem Abkühlen eine Lösung von Epoxiconazol in Dimethylformamid mit folgenden analytischen Daten (bezogen auf Feststoff) :

trans-Epoxiconazol = 85,7%, sym.-Epoxiconazol = 7,6%, cis-Epoxi- conazol = 5,2%, die Regioselektivität beträgt 11,3.

Vergleichsbeispiel Es wurde analog Beispiel 3 verfahren, jedoch auf die azeotrope Destillation der Toluol-Mischung verzichtet. Auf diese Weise wurde ein Produkt mit folgenden analytischen Daten (bezogen auf den Feststoff) erhalten : trans-Epoxiconazol = 81,3%, sym.-Epoxiconazol = 11,3%, cis-Epoxi- conazol = 5,2%, die Regioselektivität betrug 7,2.