Способ получения 1-(5-алкил-1,3,4-тиадиазол-2-ил)- диалкилмочевин

 

ОП ИСА -"Е

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К flATEHlV (61) Jlîïîëíèòåëüíûé к патенту (22) Заявлено 21.05.73 (21) 1925437/23-04 (23) Приоритет — (32) 22,05. 72 (31) 255703 (33) CltlA (51) М. Кл.

С 07 П 285/12

Госуаарственный комитет

СССР по лелам изобретений и от крыт и й

Опубликовано 250279. Бюллетень % 7 (53) УДК 547.794 ° . 3.07 (088 ° 8) Дата опубликования описания 2502.79 (72) Автор изобретения

Иностранец

Эдди Ви Ринг Тао (США) Иностранная фирма

tf II

Эли Лилли энд Компани (СШЬ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1- (5 — АЛКИЛ-1, 3, 4-ТИАДИАЗОЛ-2-ИЛ) — 1, 3-ДИАЛКИЛМОЧЕВИН

3 N

Й- „>-3 — I — йн и (I ) $ I й

Изобретение относится к способу получения 1- (5-алкил-1, 3, 4-тиадиазол-2-ил) -1, З-диалкилмочевин, которые применяются в качестве гербицидов.

Известен способ получения производных 2-амино-5-алкил-1,3,4-тиадиазола циклизацией соответствующих производных тиосемикарбазида в присутствии серной или фосфорной кислот (1). Прототипом изобретения является способ получения 1-(5-алкил-1,3,4-тиадиаэол-2-ил)-1,3-диалкилмочевин общей формулы где R — алкил С -С или галоидалкил

О

C„C4

R алкил С С р

/I

R — - алкил С -С4, циклизацией тиосемикарбаэида общей формулы я-с-ин- ин-с - ннр (1-1, 11 н

О S где R u R имеют вышеуказанные знаI чения, в присутствии минеральной кис2 лоты, например, серной или полифосфорной, нри кипячении реакционной смеси. По известному способу реакционную смесь выливают на лед, фильтру5 ют и очищают, получают продукт перекрист алли зацй ей, затем сушат или - н а воздухе или при нагревании в вакууме.

На второй стадии полученный 2-ал10 киламино-5-алкил-1,3,4-тиаэиаэол подвергают взаимодействию с иэоцианатом формулы

R -N=C=0 (III), где R — алкил C„-С4, в среде растворйтеля, например, бензола (2) °

Согласно известному способу целевой продукт получают в две стадии с непременной очисткой и сушкой промежуточного продукта. Целью изобретения является упрощение технологии процесса °

Это достигается предлагаемым способом получения соединений формулы

I циклизацией тиосемикарбазидов формулы II в присутствии минеральной кислоты в среде ароматического углеводородного растворителя при темпе30 ратуре 50-60 С, отделением кислотно649319 го слоя и осушкой органического слоя азеОтропно с последующим добавлением н реакционную смесь изоцианата формулы III.

Отличие предлагаемого способа состоит в том, что циклиэацию проводят в среде ароматического углеводородного растворителя при температуре

50.-60 С, отделяют кислотный и органический слой, сушат азеотропно. с последующим добавлением н реакционную смесь изоцианата формулы III.

В качестве ароматического углеводородного растворителя можно использовать бензол или его алкилпроизводные,включая толуол и различные ксилолы, о-ксилол, м-ксилол и п-ксилол, наряду с другими алкилзамещенными бензола, включая этилбензол, В качестве минеральной кислоты можно использовать главным образом серную и соляную кислоту, хотя могут быть исполь- 20 зованы и другие минеральные кислоты, такие как фосфорная, пирофосфорная.

В качестве примера алкильных групп С -С4 и С -С, которые представлены радикаламй R, R, R, можно 25 привести следующие: метил, этил, пропил, изопропил, трет, бутил, бутил, изобутил, нтор.бутил, 1-пентил, 2пентил, З-пентил, 3-метил-1-бутил, 3-метил-2-бутил, 2-метил-2-бутил, З0 неопентил, 1-гексил„ 2-гексил, 3-гексил, 4-метил-1-пентил, 4-метил-2-пен- тил, 2-метил-2-.пентил, 2-метил-3-пентил, ?„З-диметил-1-бутил,?,3-диметил-2-бутил, 3,3-диметил-1-бутил,3,3-диметил-2-бутил, 2,2-диметил-1-бутил, 2-этил-1-бутил, 2-этил-2-бутил и т.п. Примерами галоалкильных групп

С -С g, представленных радикалом R, явл яютс я следующие: трифторметил, пентафторэтил, гептафторпропил, фторметил, 2-фторэтил, е хлорметил,дифторметил, хлордифторметил, бромметил, иодметил, бромдифторметил и т.п. По получаемому способу можно получить следующие соедине ни я:

1- (5-втор. бутил-1, 3, 4-тиадиазол2 -ил)-.1-этил-3-метил моченина, 1-(5-гептафторинопропил-1,3,4-тиадиазол-2-ил)-1-(2-пентил)-3-бутилмочевина, 50

1-(5-дифторметил-1,3,4-тиадиаэол-2-ил)-1,3-дипропилмочевина, 1-(5-(1 -гексил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)-1-(изобутил)-3-неопентилмоче,вина, 55

2- (5- (2-метил-1-бутил) -1, 3, 4-диади"

I азол-2-ил) -1, З-дибутилмочевина.

Исходные соединения 1-ацил-4-алкилтиосемикарбазида, используемые в вышеупомянутом способе, получают путем ацилирования 4-алкилтиосемикарбазида с помощью галоидацильного. соединения н присутствии кислотного акцептора.

Реакцию проводят следующим образом. 1-ацил-4-алкилтиосамикарбазид 65 добавляют к концентрированной серной кислоте при температуре приблизитель0 но 50 С. Затем добавляют ароматический углеводород, например, толуол, затем в течение часа продолжают нагренание, затем серную кислоту разбавляют водой и нейтрализуют 28%-ной гидроокисью аммония, до рН 7,5-7,Р. Затем сернокислотный слой отделяют и промывают толуолом и толуольный промывной слой добавляют к первоначальному толуольному раствору, содержащему 2-алкиламино-5-алкил-1, 3, 4-тиадиазол. Раствор сушат азеотропно.

В него добавляют изоцианат и смесь нагревают от 1 до 2 час при температуре 85-90 С, образовавшуюся мочевину выделяют, из смеси обычными мет одами .

Пример 1. Получение 1-(5грифторметил-1, 3-4-тиадиазол-2-ил)—

-1,3-диметилмоченины.

19,5 г 1-трифторметил-4-метилтиосемикарбазида добанляют к 18 r 18 M серной кислоты при температуре от

50 до 55 С, затем нагревают н течение часа, после чего добавляют 50 мл воды и 50 мп толуола. Добавляют 35 мл

28%-ный гидроокиси аммония, при этом рН раствора становится 7,5, Водный слой отделяют и экстрагируют (25х х2 раза) толуолом.Толуольный экстракт соединяют с первоначальным толуольным слоем, который сушат азеотропно.

Сульфат аммония, образовавшийся при нейтрализации, отделяют фильтрованием. 6,8 г Метилизоцианата по каплям добавляют к толуольному раствору, который поддерживают при температуре

85-90 С. После того, как закончили нвецение метилизоцианата, реакционную смесь нагревают в течение 1,5 час, а затем охлаждают и фильтрованием отделяют 1 — (5-трифторметил-l, 3, 4-тиадиазол-2-,ил ) -1, 3-диметилмочевину .

Осадок промывают толуолом и сушат.

Т.пп. 133-135ОC. Выход 14,9 г.

Пример 2. Получение 1-(5-<грет. бутил-1, 3, 4-тиади аз ол-2-ил) -1, 3-диметилмоченины.

30,6 r 18 М серной кислоты помещают в 250 мл трехгорлую круглодонную колбу, добавляют 32,1 г 1-пивалил-4-метилтиосемикарбазид при температуре от 50 до 55 С, добавляют 20 мл толуола. Смесь нагревают при 55 С н течение часа. Затем добавляют 25 мл воды и образовавшуюся смесь нейтрализуют

60 мл 28%-ной гидроокиси аммония, рН раствора 7,5-7,8. Водный кислотный слой отделяют и экстрагируют (30х2 раза) толуолом. Толуольные экстракты соединяют с первоначальным толуольным слоем и сушат азеотропно. Толуольный раствор нагревают до температуры 8590 С, и добавляют 9,7 r метилизоцианата. Реакционную смесь нагревают 1,5 чаС при 85-90 C. Реакционную смесь

649319 охлаждают, в осадок выпадает 1-(5-трет. бутил-1,3;4-тиадиазол-2-ил)-1,3-диметилмочевнна. Осадок фильтруют и сушат, образуется 32,2 г вышеназванного продукта. Выход 84%, т.пл. 160-162 С.

Степень чистоты продукта 97,8% °

Во втором опыте, проведенном как 5 описано выше, образовалось 34,4 r

1-(5-трет.бутил-1,3,4-тиадиазan-2-ил-1, З-диметилмочевины, степень чистоты 97,7%, выход 88,5%.

Пример 3. Получение 1-(5- )О

-трет.бутил-1,3,4-тиадиаэол-2-ил)1,3-диметилмочевины.

В смесь из 9 r 18 И серной кислоты и 40 мл ксилола, добавляют 9,5 r

1-пивалил-4-метилтиосемикарбазида, )5 при его введении температура смеси поднялась до 45 С. Добавляют 10 мл ксилола, температура реакционной смеси поднялась до 55 С, которая и поддерживается в течение часа. Добавляют 25 мл охлажденной воды и серную кислоту не(}тралиэуют концентрированным раствором гидроокиси аммония, как это описано выше. Сернокислотный слой отделяют и экстрагируют дважды ксилолом по 25 мл. Ксилольные экстракты соединяют с ксилольным слоем и высушивают. Добавляют 3,2 г метилиэо,цианата. Реакционную смесь нагревают до температуры 85-90 С и поддерживают ее в течение 2,5 час. При охлаждении в осадок выпадает 9,3 r 1-(5-трет.бутил-1, 3, 4-тиади азол-2-ил ) -1, 3-диметилмочевины, выход 82%, т.пл. 160-162С.

Пример 4. Получение 1-(5-трет . бутил-1, 3, 4-тиадиазол-2-ил) -1, 3- 35

-диглетилмочевины.

67 литров 18 N серной кислоты помещают B футерованный стеклом куб на 757,08 л, В куб добавляют 137 кг 1-пивалил- 40

-4-метилтиосемикарбаэидагподдерживая температуру 50-55 С, затем реакционную смесь перемешивают в течение часа при той же температуре. Добавляют

100 л охлажденной воды, после чего 45 в течение 2 час вводят 200 л 28%-ной гидроокиси аммония, рН раствора 7,2.

Затем добавляют 300 л толуола и реакционную смесь перемешивают 40 мин.

Водный слой отделяют, а толуольный 50 слой промывают (Зх100л) воды. Смесь сушат аэеотропной перегонкой. Затем вводят 45 кг метилизоцианата в течение часа, температура при этом поддерживаются 44-70 С. После того, как введение закончилось, реакционную смесь нагревают до 80-85 С в течение

2 час, а затем охлаждают. Для разрушения избытка изоцианата добавляют смесь 19 л дистиллированной воды с

19 л .28%-ной гидроокиси аммония. Затем реакционную смесь охлаждают до

О С, при этом образовуется 1-(5-трет. бутил-1,3,4-тиадиазол-2-ил)-1,3-диметилмочевина, ее фильтруют, осадок промывают 80 л охлажденного толуола, эатем 190 л дистиллираBB ной воды при

5 С. Отфильтрованный осадок сушат о при 70 С в течение 3 дней ° Вес отфильтрованного осадка 139,5 кг.

При осуществлении способа предпочтительно использовать толуол или ксилол, поскольку их повышенные температуры кипения позволяют использовать более высокие температуры реакции для взаимодействия изоцианата. Применение бензола также не исключено в процессе.

Ароматический углеводородный растворитель вводят в течение или в конце реакции циклизации.

Основное преимущество способапростота аппаратурного оформления, и весь синтез может быть проведен в одном реакционном сосуде ° В присутствии ароматического углеводородного растворителя реакция циклизации, котораА протекает -в кислом слое, ускоряется, поскольку продукт реакции диффундирует. в слой ароматического углеводородного растворителя и более тяжелый сернокислый слой беэ труда выводят из реакционного сосуда в конце реакции циклизации, а оставшийся органический слой может быть азеотропно высушен с помощью простой отгонки ароматического углеводородного растворителя, присутствующего в сфере реакции .

Присутствие ароматического углеводородного растворителя при проведении реакции циклизации позволяет повторно использовать минеральную кислоту без специальной ее обработки .

Формула изобретения

Способ получения 1-(5-алкил-1,3,4-тиадиазол-2-ил)-1,3-диалкилмочевин общей формулы

К вЂ” М О

}) } } ч )(— 6 — 3HK (I)

R" где R — алкил С -С или галоидалкил

С -С

В - алкил С -С (6

R"- алкил С -С4, циклизацией тиосемикарбаэида общей формулы

R-С- МН- NH - С вЂ” NH-Я

lI }l

О S (IX), где R u R имеют вышеуказанные значения, в присутствии минеральной кислоты при повышенной температуре с последующим взаимодействием образующего алкиламино-1, 3, 4-тиадиаэола формулы у N

3Н-Й

3 где R и R имеют вышеукаэанные эначвни я, с и эоци ан ат ом формулы

R- N=C=0 (III), It гдето-алкилС-С отли чаю

4У шийся тем, что, с целью упроще649319

Составитель Т.Раевская

Техред И. Асталош Корректор E.11àïï

Редактор P.Àíòoíîâà

Тираж 512 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 602/58 филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ни я т ехнологии процесса, ци клн зацию проводят в среде ароматического углеводородного растворителя при температуре 50-60 С, затем отделяют кислотный и органический слой, сушат азеотропно с, последуюшим добавлением в реакционную смесь иэоцианата формулы lTI.

Источники информации, принятие во внимание при экспертизе

11 /I

1. Гетероциклические соединения под ред. P.Ýëüäåðôèëüäà,òoì УП, N., Мир, 1965, с,448, 8 2. Патент Великобритании Р1266172, кл. С 2 С, 08.03.72.