説明

2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリミジンの製造方法

【課題】2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジンの製造方法の提供。
【解決手段】置換エナミンの環化およびチオアルキル化により、下図の2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジンが効率よく高収率で得られる製造法。


(式中、R1およびR2は独立してH、C1−C4アルキルを表すか、またはR1はR2と共に全体として、OまたはN原子で置換されていてもよい3から6員飽和環を表し;かつR4はC1−C4ハロアルキルを表す)の化合物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、2006年11月30日に出願された米国仮特許出願第60/861,91
2号の利益を主張する。
【0002】
本発明は2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジンの製造方法に関する。
【背景技術】
【0003】
2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジンは、一定の新しい殺虫剤を製造
するための有用な中間体である。例えば米国特許出願公開第2005/0228027号
を参照されたい。2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジンを効率よく高収
率で製造することは有益である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許出願公開第2005/0228027号明細書
【発明の概要】
【0005】
本発明の一態様は、2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジン(I)
【化1】


(式中、
およびRは独立してH、C−Cアルキルを表すか、またはRはRと共に
全体として、OまたはN原子で置換されていてもよい3〜6員飽和環を表し;
はC−Cアルキルを表し;かつ
はC−CアルキルまたはC−Cハロアルキルを表す)
の製造方法であって、
a)置換エノン(II)
【化2】


(式中、
は先に定義したとおりであり;かつ
はC−Cアルキルを表す)
をエナミン(III)
【化3】


(式中、
およびRは先に定義したとおりであり;かつ
およびRは独立してC−Cアルキルを表すか、またはRおよびRはNと
共に全体として、5員飽和または不飽和環を表す)
と縮合し、アンモニアの存在下またはアンモニアを生成させる能力を有する試薬の存在下
で環化して、2,5−二置換ピリジン(IV)
【化4】


(式中、
、RおよびRは先に定義したとおりである)
を製造すること;
b)2,5−二置換ピリジン(IV)を塩素化または臭素化してハロアルキルピリジン(
V)
【化5】


(式中、
、RおよびRは先に定義したとおりであり;かつ
XはClまたはBrを表す)
を得ること;および
c)ハロアルキルピリジン(V)をメルカプタン塩(VI)
(VI)
(式中、
は先に定義したとおりであり;かつ
Mはアルカリ金属を表す)
で処理して2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジン(I)を得ること
を含む方法に関する。
【0006】
本発明のさらにもう一つの態様は、2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリ
ジン(I)
【化6】


(式中、
およびRは独立してH、C−Cアルキルを表すか、またはRはRと共に
全体として、OまたはN原子で置換されていてもよい3〜6員飽和環を表し;かつ
はC−Cアルキルを表し;かつ
はC−CアルキルまたはC−Cハロアルキルを表す)
の製造方法であって、
a)置換エノン(II)
【化7】


(式中、
は先に定義したとおりであり;かつ
はC−Cアルキルを表す)
をエナミン(III)
【化8】


(式中、
およびRは先に定義したとおりであり;かつ
およびRは独立してC−Cアルキルを表すか、またはRおよびRはNと
共に全体として、5員飽和または不飽和環を表す)
と縮合し、アンモニアの存在下またはアンモニアを生成させる能力を有する試薬の存在下
で環化して、2,5−二置換ピリジン(IV)
【化9】


(式中、
、RおよびRは先に定義したとおりである)
を製造すること;および
b)2,5−二置換ピリジン(IV)をジアルキルジスルフィド(VII)および強塩基
SSR (VII)
(式中、
は先に定義したとおりである)
で処理して2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジン(I)を得ること
を含む方法に関する。
【0007】
本発明のもう一つの態様は、式(IV)
【化10】


(式中、
およびRは独立してH、C−Cアルキルを表すか、またはRはRと共に
全体として、OまたはN原子で置換されていてもよい3〜6員飽和環を表し;かつ
はC−Cハロアルキルを表す)
を有する新規化合物である。
【0008】
本発明のもう一つの態様は、式(V)
【化11】


(式中、
およびRは独立してH、C−Cアルキルを表すか、またはRはRと共に
全体として、OまたはN原子で置換されていてもよい3〜6員飽和環を表し;
はC−Cハロアルキルを表し;かつ
XはClまたはBrを表す)
を有する新規化合物である。
【0009】
別段の具体的限定がない限り、用語「アルキル」(派生語、例えば「ハロアルキル」を
含む)は、本明細書で使用される場合、直鎖、分岐鎖、および環状基を包含する。したが
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。用語「ハロゲン」はフッ素、塩素、臭素およ
びヨウ素を包含する。用語「ハロアルキル」は、1個から最大可能個数のハロゲン原子で
置換されたアルキル基を包含する。
【0010】
本発明の一態様は、2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジン(I)
【化12】


(式中、
およびRは独立してH、C−Cアルキルを表すか、またはRはRと共に
全体として、OまたはN原子で置換されていてもよい3から6員飽和環を表し;かつ
はC−Cアルキルを表し;かつ
はC−CアルキルまたはC−Cハロアルキルを表す)
の製造方法であって、
a)置換エノン(II)
【化13】


(式中、
は先に定義したとおりであり;かつ
はC−Cアルキルを表す)
をエナミン(III)
【化14】


(式中、
およびRは先に定義したとおりであり;かつ
およびRは独立してC−Cアルキルを表すか、またはRおよびRはNと
共に全体として、5員飽和または不飽和環を表す)
と縮合し、アンモニアの存在下またはアンモニアを生成させる能力を有する試薬の存在下
で環化して、2,5−二置換ピリジン(IV)
【化15】


(式中、
、RおよびRは先に定義したとおりである)
を製造すること;
b)2,5−二置換ピリジン(IV)を塩素化または臭素化してハロアルキルピリジン(
V)
【化16】


(式中、
、RおよびRは先に定義したとおりであり;かつ
XはClまたはBrを表す)
を得ること;および
c)ハロアルキルピリジン(V)をメルカプタン塩(VI)
(VI)
(式中、
は先に定義したとおりであり;かつ
Mはアルカリ金属を表す)
で処理して2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジン(I)を得ること
を含む方法に関する。
【0011】
α,β−不飽和ケトン(II)出発物質は市販されているか、または対応するビニル基
質およびアシル化剤から製造することができる。典型的には、アルキルビニルエーテルを
無水ハロアルキル酢酸でアシル化して、(II)タイプの化合物を得ることができる。エ
ナミン(III)出発物質は、適切に置換されたアミンを適当に置換されたアルデヒドに
、水吸着材の存在下で適切な溶媒を使って、または溶媒を使わずに付加することにより、
都合よく製造することができる。典型的には、適当な置換プロピオンアルデヒドを無水二
置換アミンと、乾燥剤、例えば無水炭酸カリウムの存在下、−20℃から20℃で反応さ
せ、生成物を蒸留によって単離する。
【0012】
ステップa)では、およそ等モル量のα,β−不飽和ケトン(II)およびエナミン(
III)およびアンモニアが、このプロセスにおいて要求されるが、2から4倍過剰のア
ンモニアまたはアンモニア前駆体がしばしば好ましい。
【0013】
アンモニアを生成させる能力を有する典型的な試薬として、例えば1)酸、好ましくは
有機酸の、アンモニウム塩、2)ホルムアミド、または3)ホルムアミドと酸または酸塩
が挙げられる。あらゆる脂肪族または芳香族有機酸のアンモニウム塩を使用することがで
きるが、処理の都合上、C−Cアルカン酸のアンモニウム塩が好ましい。アンモニウ
ムホルメートおよびアンモニウムアセテートが最も好ましい。
【0014】
ステップa)は、好ましくは、水と混和しうる極性高沸点溶媒中で行われる。好ましい
溶媒として、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挙げられ、アセトニトリルは特に好ましい。
【0015】
反応は−20℃から150℃の温度で行われる。0℃から80℃の温度が通常、好まし
い。
【0016】
生成物は、従来の技法、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。
【0017】
典型的な反応では、α,β−不飽和ケトン(II)およびエナミン(III)を−5℃
から20℃の極性溶媒に溶解し、α,β−不飽和ケトン(II)およびエナミン(III
)が消費されるまで撹拌する。次に、有機酸のアンモニウム塩を加え、その混合物を反応
が完了するまで加熱する。非水混和性溶媒に溶解し、水と場合によってはブラインとで洗
浄した後、2,5−二置換ピリジン(IV)を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーま
たは好ましくは減圧蒸留によって単離する。
【0018】
ステップb)では、2,5−二置換ピリジン(IV)を、N−クロロスクシンイミドま
たは好ましくはN−ブロモスクシンイミドにより、−78℃から100℃で、適切な溶媒
、例えばメチレンクロライド中、場合によっては触媒量のルイス酸、例えばジルコニウム
テトラクロライド、またはフリーラジカル開始剤、例えばベンゾイルペルオキシドの存在
下で、選択的にハロゲン化する。次に、その結果生じた2−置換−5−モノハロアルキル
ピリジン(V)を、ステップc)において、メルカプタン塩(VI))と適切な溶媒、例
えばエタノールまたはテトラヒドロフラン中、0℃から60℃の温度で、さらに反応させ
ることにより、2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジン(I)を得る。
【0019】
あるいは、ステップa)で得た2,5−二置換ピリジン(IV)を、ジアルキルジスル
フィド(VII)および強塩基、例えばリチウムジイソプロピルアミドと、適切な溶媒、
例えばテトラヒドロフランまたはジエチルエーテル中で反応させて、2−置換−5−(1
−アルキルチオ)ピリジン(I)を得る。
【0020】
典型的には、2,5−二置換ピリジン(IV)を、強塩基、例えばリチウムジイソプロ
ピルアミドで、適切な溶媒、例えばテトラヒドロフラン中、−100℃から0℃において
処理し、次に、ジアルキルジスルフィド(VII)で処理することによって、2−置換−
5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジン(I)が得られ、それを従来の方法、例えば
シリカゲルクロマトグラフィーまたは減圧蒸留によって単離することができる。
【0021】
本発明を例示するために以下の実施例を提示する。
【実施例】
【0022】
[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製造
【化17】


ステップ1.1−ブタ−1−エニルピロリジンの製造
【化18】


磁気撹拌機、窒素注入口、滴下漏斗、および温度計を装備した乾燥500ミリリットル
(mL)三口丸底フラスコに、ピロリジン(83.45mL、1.0mmol)および炭
酸カリウム(34.55g、0.25mol)を投入した。その混合物を0℃まで冷却し
、窒素下で撹拌しながら、温度が15℃未満に維持される添加速度で、ブタナール(30
.05グラム(g)、0.42mol)を滴下した。添加が完了(約10分)した後、冷
却浴を取り除き、反応混合物を3時間かけて室温まで温まらせた。反応混合物を焼結ガラ
スフィルターで濾過することにより、固形物を除去した。その固形物をエーテルでよく洗
浄し、濾液と合わせ、ロータリーエバポレーターで濃縮することにより、粗1−ブタ−1
−エニルピロリジンを得て、それを15mmHg 65から78℃における減圧蒸留によ
って精製した。H NMR(CDCl):δ6.20(d、1H)、4.18(q、
1H)、2.95(m、4H)、1.80、(m、4H)、0.97(d、3H)。
【0023】
ステップ2.5−エチル−2−トリフルオロメチルピリジンの製造
【化19】


磁気撹拌機、窒素注入口、滴下漏斗、温度計および還流冷却器を装備した乾燥500m
L丸底フラスコに、1−ブタ−1−エニルピロリジン(15.0mL、0.12mol、
15mmHg 65〜78℃で新しく蒸留したもの)および無水アセトニトリル(150
mL)を投入した。4−エトキシ−1,1,1−トリフルオロブタ−3−エン−2−オン
(24mL、0.12mol)を滴下し、室温で2時間撹拌した。次に、アンモニウムア
セテート(18.5g、0.389mol)を一度に加え、その混合物を1時間加熱還流
した後、一晩、周囲温度においた。反応混合物を水(200mL)に注ぎ込み、その水性
混合物をエチルアセテート(3×50mL)で抽出した。合わせた有機層を水、ブライン
で洗浄し、乾燥(MgSO4)し、濾過し、ロータリーエバポレーターにより減圧下で濃
縮した。残渣を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより、100%ヘキサンから5
0%エチルアセテート、50%ヘキサンへの勾配(15分)で精製した。純粋な画分を合
わせ、減圧下で濃縮することにより、12.6gの5−エチル−2−トリフルオロメチル
ピリジンを赤色の液体として得た。H NMR(CDCl)δ8.58(s、1H)
、7.68(d、1H)、7.61(d、1H)、2.73(q、1H)、1.28(d
、3H)。
【0024】
ステップ3.5−(1−ブロモエチル)−2−トリフルオロメチルピリジンの製造
【化20】


N−ブロモスクシンイミド(1.78g、0.01mol)を室温の無水新鮮メチレン
クロライド(60mL)に窒素雰囲気下で加えた。溶解し終えたら、溶液を0℃まで冷却
した。5−エチル−2−トリフルオロメチル−ピリジン(1.75g、0.01mol)
を少量の無水メチレンクロライドに溶解してシリンジで加えた後、ジルコニウムテトラク
ロライド(117mg、0.5mmol)を加えた。氷浴を取り除き、混合物を室温で終
夜撹拌しておいた。TLCが完全な反応を示した(9:1、ヘキサン:EtOAc)。反
応混合物を飽和炭酸水素ナトリウム(25mL)でクエンチした。有機層を分離し、ブラ
インで洗浄し、乾燥(MgSO)した。残渣をカラムクロマトグラフィー(1:20、
EtOAc:Hex)で精製することにより、生成物2.04g(80%)を淡黄色の液
体として得た。H NMR(CDCl)δ8.77(s、1H)、7.97(d、1
H)、7.69(d、1H)、5.21(q、1H)、2.08(d、3H)。
【0025】
ステップ4.5−(1−メチルチオエチル)−2−トリフルオロメチルピリジンの製造
【化21】


5−(1−ブロモエチル)−2−トリフルオロメチルピリジン(1.02g、4.0m
mol)のエタノール(30mL)溶液を窒素雰囲気下で0℃まで冷却した。ナトリウム
メチルメルカプチド(364mg、5.2mmol)をバッチ式に加えた。加え終えたら
、氷浴を取り除き、反応を窒素下に室温で終夜撹拌した。TLC(9:1、ヘキサン:E
tOAc)が完全な反応を示した。その濁った溶液を水でクエンチし、エーテルで抽出し
た。次に有機層をブラインで洗浄し、乾燥(MgSO)した。溶媒を減圧下で除去する
ことにより、粗生成物を淡黄色の液体として得た。0.83g(93%)。H NMR
(CDCl)δ8.65(s、1H)、7.89(d、1H)、7.67(d、1H)
、3.93(q、1H)、1.94(s、3H)、1.62(d、3H)。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジン(I)
【化1】


(式中、
およびRは独立してH、C−Cアルキルを表すか、またはRはRと共に
全体として、OまたはN原子で置換されていてもよい3から6員飽和環を表し;
はC−Cアルキルを表し;かつ
はC−CアルキルまたはC−Cハロアルキルを表す)
の製造方法であって、
a)置換エノン(II)
【化2】


(式中、
は先に定義したとおりであり;かつ
はC−Cアルキルを表す)
をエナミン(III)
【化3】


(式中、
およびRは先に定義したとおりであり;かつ
およびRは独立してC−Cアルキルを表すか、またはRおよびRはNと
共に全体として、5員飽和または不飽和環を表す)
と縮合し、アンモニアの存在下またはアンモニアを生成させる能力を有する試薬の存在下
で環化して、2,5−二置換ピリジン(IV)
【化4】


(式中、
、RおよびRは先に定義したとおりである)
を製造すること;
b)2,5−二置換ピリジン(IV)を塩素化または臭素化してハロアルキルピリジン(
V)
【化5】


(式中、
、RおよびRは先に定義したとおりであり;かつ
XはClまたはBrを表す)
を得ること;および
c)ハロアルキルピリジン(V)をメルカプタン塩(VI)
(VI)
(式中、
は先に定義したとおりであり;かつ
Mはアルカリ金属を表す)
で処理して2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジン(I)を得ること
を含む方法。
【請求項2】
がCFを表す、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
がHを表し、RがCHを表し、かつRがCHを表す、請求項2に記載の方
法。
【請求項4】
2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジン(I)
【化6】


(式中、
およびRは独立してH、C−Cアルキルを表すか、またはRはRと共に
全体として、OまたはN原子で置換されていてもよい3から6員飽和環を表し;かつ
はC−Cアルキルを表し;かつ
はC−CアルキルまたはC−Cハロアルキルを表す)
の製造方法であって、
a)置換エノン(II)
【化7】


(式中、
は先に定義したとおりであり;かつ
はC−Cアルキルを表す)
をエナミン(III)
【化8】


(式中、
およびRは先に定義したとおりであり;かつ
およびRは独立してC−Cアルキルを表すか、またはRおよびRはNと
共に全体として、5員飽和または不飽和環を表す)
と縮合し、アンモニアの存在下またはアンモニアを生成させる能力を有する試薬の存在下
で環化して、2,5−二置換ピリジン(IV)
【化9】


(式中、
、RおよびRは先に定義したとおりである)
を製造すること;および
b)2,5−二置換ピリジン(IV)をジアルキルジスルフィド(VII)および強塩基
SSR (VII)
(式中、
は先に定義したとおりである)
で処理して2−置換−5−(1−アルキルチオ)アルキルピリジン(I)を得ること
を含む方法。
【請求項5】
がCFを表す、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
がHを表し、RがCHを表し、かつRがCHを表す、請求項5に記載の方
法。
【請求項7】

【化10】


(式中、
およびRは独立してH、C−Cアルキルを表すか、またはRはRと共に
全体として、OまたはN原子で置換されていてもよい3から6員飽和環を表し;かつ
はC−Cハロアルキルを表す)
の化合物。
【請求項8】
がCFを表す、請求項7に記載の化合物。
【請求項9】
がHを表し、かつRがCHを表す、請求項8に記載の化合物。
【請求項10】

【化11】


(式中、
およびRは独立してH、C−Cアルキルを表すか、またはRはRと共に
全体として、OまたはN原子で置換されていてもよい3から6員飽和環を表し;
はC−Cハロアルキルを表し;かつ
XはClまたはBrを表す)
の化合物。
【請求項11】
がCFを表す、請求項10に記載の化合物。
【請求項12】
がHを表し、かつRがCHを表す、請求項11に記載の化合物。

【公開番号】特開2013−56912(P2013−56912A)
【公開日】平成25年3月28日(2013.3.28)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2012−245177(P2012−245177)
【出願日】平成24年11月7日(2012.11.7)
【分割の表示】特願2009−539234(P2009−539234)の分割
【原出願日】平成19年2月9日(2007.2.9)
【出願人】(501035309)ダウ アグロサイエンシィズ エルエルシー (197)
【Fターム(参考)】