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2021-02-01 17:02:32|
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起点商标网 专利名称：硫羟氨基甲酸酯和硫氰酸酯化合物的制备的制作方法
本申请是申请日为1999年9月15日的中国专利申请99123998.9的分案申请。
在JP-B-42177/1976中描述了一种式(I)表示的化合物或其盐具有强杀虫活性， 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基(在下文，有时简称为“化合物(I)”)。在JP-B-10969/1967中还描述了一种用于合成杀虫活性更强的、式(III)表示的一硫羟碳酸酯衍生物或其盐的重要中间体， 其中每个符号具有与上述相同的意义(下文有时简称为“化合物(III)”)。
关于式(I)化合物或其盐的制备方法，在JP-B-18012/1964、JP-B-19524/1969、JP-A-34316/1972和JP-B-28905/1988中分别报道了相应的二卤化物与硫氰酸酯反应的方法、相应的硫代硫酸盐(下文有时简称邦特盐)与氰化物反应的方法、相应的二巯基化合物与卤氰化物(卤化氰)反应的方法和相应的二磺酸盐化合物与氰化物(氢氰酸盐)反应的方法。
在JP-B-17404/1970中描述了一种式(IV)化合物或其盐，
其中R1和R2具有与上述相同的意义，M是金属或铵(下文有时简称为“化合物(IV)”)，其具有强的杀虫活性，并且是用于合成杀虫活性更强的、硫羟氨基甲酸酯(III)的重要中间体。
关于式(IV)化合物或其盐的制备方法，在JP-B-17404/1970中报道了相应的二卤化物与硫代硫酸盐(硫代硫酸的盐)反应的方法。
但是，根据现有技术，很难处理废水，并且还有产率低的问题。另外，对在制备有极好杀虫活性的硫羟氨基甲酸酯(III)的步骤中产生的滤液(废弃的)进行结晶是无用的，因此已有技术是将其焚烧。由于上述废物含有硫羟氨基甲酸酯衍生物，从节约资源角度而言这是一个严重的环境问题。
此外，根据在JP-B-18012/1964或JP-B-17404/1970中描述的方法，存在一个产率较低的问题，原因是产生了式(V)表示的副产物 其中X表示基团SCN或SSO3M(其中M表示金属或铵)，其它符号的意义定义如上，诸如S，S’-(二甲基氨基甲基)乙撑二(硫代硫酸钠)和二甲基氨基甲基乙基二(硫氰酸酯)，他们分别是上述产物的异构体。
本发明人已经集中研究了产率高、废水处理简单并能循环硫羟氨基甲酸酯生产步骤期间产生的废物的化合物(I)、(III)或(IV)或其盐的制备方法。结果，本发明人惊奇地发现，式(II)化合物或其盐 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，当其与氢氰酸或其盐反应，化合物(II)的二硫戊环(dithiolane ring)裂开，高产率地生成化合物(I)或其盐。
另外，本发明人惊奇地发现，式(II)化合物或其盐 其中每个符号具有与上述定义相同的意义，当其与亚硫酸或其盐反应，化合物(II)的二硫戊环裂开，高产率高纯度地生成化合物(IV)或其盐。该化合物(IV)或其盐也可与氢氰酸或其盐反应，生成化合物(I)或其盐。
另外，本发明人还基于这些知识进行了集中研究，从而完成了本发明。
换句话说，本发明涉及[1]一种式(I)表示的化合物或其盐的制备方法， 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，其包括式(II)表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，与氢氰酸或其盐反应，[2]如[1]所述的方法，其中R1和R2独立地表示烷基，[3]如[1]所述的方法，其中R1和R2均表示甲基，[4]一种式(III)表示的化合物或其盐的制备方法，
其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，其包括式(II)表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，与氢氰酸或其盐反应，生成一种式(I)表示的化合物或其盐， 其中每个符号具有与上述相同的意义，然后将生成的化合物进行水解反应或在卤化氢的存在下与一种低级醇反应，[5]一种式(IV)表示的化合物或其盐的制备方法， 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，M是金属或铵，其包括式(II)表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，与亚硫酸或其盐反应，如[5]所述的方法，其中R1和R2独立地表示烷基，[7]如[5]所述的方法，其中R1和R2均表示甲基，[8]一种式(I)表示的化合物或其盐的制备方法， 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，其包括式(II)表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，与亚硫酸或其盐反应，生成一种式(IV)表示的化合物或其盐， 其中M是金属或铵，其它符号具有与上述相同的意义，然后将生成的化合物与氢氰酸或其盐反应；和[9]一种式(III)表示的化合物或其盐的制备方法， 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，其包括
(i)式(II)表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，与亚硫酸或其盐反应，生成一种式(IV)表示的化合物或其盐， 其中M是金属或铵，其它符号具有与上述相同的意义，(ii)将生成的化合物与氢氰酸或其应，生成式(I)表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，和(iii)将生成的化合物进行水解反应或在卤化氢的存在下与一种低级醇反应。
R1和R2表示的烃基包括可含有双键或三键的直链的、支链的或环状的脂族烃基、芳基或芳烷基。特别可使用烷基、烯基、炔基、芳基或芳烷基。其中优选C1-19烃基。
烷基包括直链的或支链的C1-6烷基或C3-14环烷基，例如包括C1-6烷基或C3-14环烷基，诸如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、异戊基、新戊基、环丙基、环戊基、正己基、异己基或环己基。
烯基包括直链或支链的C2-6链烯基或C3-14环烯基，例如包括C2-6烯基或C3-14环烯基，诸如烯丙基、异丙烯基、异丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基或2-环己烯基。
炔基包括C2-6炔基，诸如丙炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、3-戊炔基或3-己炔基。
芳基包括C6-14芳基，诸如苯基、萘基或蒽基。
芳烷基包括C7-19芳烷基，诸如苯基-C1-4烷基(例如苄基、苯乙基、苯丙基等)、二苯甲基或三苯甲基。
在式 表示的基团中，R1和R2与相邻的氮原子一起形成的含氮的5-或6-元杂环基包括吡咯烷子基、哌啶子基、哌嗪子基、吗啉代基、硫代吗啉代基或噻唑烷基。
R1和R2优选直链或支链的有1-4个碳原子的低级烷基。其中，特别优选甲基。
化合物(I)的盐包括与诸如盐酸、硫酸和磷酸的无机酸形成的盐或与诸如苯磺酸、对甲苯磺酸和草酸的有机酸形成的盐。
化合物(I)或其盐可通过化合物(II)或其盐与氢氰酸或其盐在弱酸性到弱碱性、特别是在pH 5-9、优选pH 7-9的条件下反应制备。
可在本发明中使用的氢氰酸或其盐包括氢氰酸的固体碱金属盐，诸如可从市场获得的氰化钠和氰化钾，或使用氢氰酸气体，如果可能，可使用铵盐或碱土金属盐(例如钙盐、镁盐等)、重金属盐(例如铁、铜、锌等)。氰化钠(氰化钠)和氰化钾(氰化钾)作为优选的氢氰酸或其盐使用。
化合物(II)的盐包括与上述化合物(I)的盐相同的盐。
由于该反应定量地在短时间内进行，对于1摩尔化合物(II)，2摩尔氢氰酸或其盐在化学计量上是充足的。如果需要，可使用过量的氢氰酸或其盐，但是从节约资源和处理反应后生成的废物的角度考虑，这是不希望的。
作为在反应中使用的溶剂，优选使用可溶解化合物(II)或其盐和氢氰酸或其盐之一或两者的溶剂，但是即使溶剂不能将两者很好地溶解，该反应也能充分进行。但是，考虑到反应试剂、化合物(I)和化合物(II)或其盐的性质，pH倾向于极酸性或极碱性的溶剂是不希望的。因此，如果一类溶剂是几乎中性的，则对反应没有影响的任何溶剂都可以使用。这类溶剂包括低级脂族醇，诸如甲醇、乙醇、异丙醇等；低级脂族酮，诸如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等；低级链状或环状脂族醚，诸如乙醚、四氢呋喃、二烷等；低级脂族羧酸衍生物，诸如乙酸乙酯、乙腈、二甲基甲酰胺等；低级链状或环状脂族硫化合物，诸如二硫化碳、二甲基亚砜、环丁砜等。如果需要，可使用水或低级脂族卤代烃，诸如二氯甲烷、氯仿或四氯化碳；或芳烃，诸如苯、甲苯、二甲苯或氯苯。这些溶剂可单独使用或以适当的比例将它们中的两种或多种(优选不超过其中的三种)混合使用。另外，当反应混合物不是均相时，例如在水和芳烃或脂族卤代烃的情况下，反应体系变成两相，但是在这种情况下，优选加入少量相转移催化剂，诸如季铵盐、锍盐或膦盐。优选使用两种溶剂，诸如水和一种不与水混溶的溶剂(例如甲苯或苯)，因为容易进行分离操作。
在本发明的方法中，使化合物(II)或其盐与氢氰酸或其盐在适合的溶剂中接触，立即开始反应。反应可放热地进行。生成的化合物(I)在游离碱的形式下对热不稳定，因此，反应温度保持在低于40℃是理想的，一般为室温或不高于室温。如果需要，可从外面冷却反应器。反应温度优选0-20℃。
还有，本发明方法中的反应在上述条件下平缓地进行，通常1小时至数小时后完成。但根据情况可在数分钟或数十分钟完成。
因为化合物(I)或其盐缺乏对碱的稳定性，在反应时间不必要地延长和生成的化合物(I)与过量氰离子长时间接触的情况下，可能会导致变色或降低产率。因此，在完成反应后立即冷却，经萃取和对可熔性溶剂(例如甲苯、苯等)的再分配将需要的物质从反应体系中分离是理想的。
通过诸如薄层色谱(TLC)、高效液相色谱(HPLC)等分析可容易地确定反应的完成。
化合物(I)或其盐可根据JP-B-19520/1970或JP-B-10969/1967所述的方法转化为有极好杀虫活性的式(III)表示的化合物或其盐(下文有时简称为化合物(III)) 其中每个符号具有与上述相同的意义。
换句话说，将化合物(I)或其盐进行水解反应或将化合物(I)或其盐在下述卤化氢存在下与低级醇反应可制备化合物(III)或其盐。
该反应的起始原料化合物(I)或其盐在根据本发明的上述方法进行的制备后不经过分离或纯化就可使用。当然也可以使用分离或纯化了的化合物(I)或其盐。化合物(I)或其盐在酸性条件下水解。使用的酸包括无机酸，诸如盐酸、硫酸、磷酸、氢溴酸等。特别优选盐酸和硫酸。酸的浓度优选5-98％。优选5％的饱和的盐酸或10-60％硫酸。反应温度优选0-100℃，特别优选20-80℃。
该反应可在酸性水溶液中进行，如果需要，可加入在关于从化合物(II)或其盐制备化合物(I)或其盐的反应中描述的并且不影响反应的有机溶剂。当使用不与水混溶的有机溶剂时，可加入上述相转移催化剂。在卤化氢气体(HX)——诸如氯化氢气体和溴化氢气体——存在下，化合物(I)或其盐与低级醇(R’OH；R’表示低级C1-4烷基，诸如甲基、乙基等)反应，生成中间体(IX)或其盐，然后不进行分离，在减压或常压下加热混合物，或将混合物置于室温，消去烷基卤化物(R’X)，制备混合物(III)或其盐。
制备中间体(IX)的反应可在0℃到使用的低级醇的沸点之间的温度下进行，优选0-40℃。该反应可相对迅速地进行，但将反应持续2-12小时完成是理想的。对于化合物(I)，卤化氢的量大于3当量，优选大于10当量。
低级醇包括甲醇、乙醇等。作为卤化氢气体，特别优选氯化氢气体。
化合物(III)的盐包括与上述化合物(I)的盐相同的盐。
化合物(III)或其盐可用本身已知的方法分离和纯化，诸如萃取、pH调节、再分配、浓缩、减压浓缩、结晶和重结晶等。
例如，完成反应后，当反应混合物是水溶液时，进行萃取而无需其它操作，当反应混合物含有可与水均匀混合的有机溶剂时，减压浓缩后，加入几乎不溶于水的诸如二氯甲烷或氯仿等低级脂族卤代烃或诸如苯、甲苯、二甲苯或氯苯等芳烃，然后进行萃取。浓缩这样得到的有机层，得到化合物(III)的粗产物晶体。通过在加入诸如盐酸、硫酸、磷酸、氢溴酸等无机酸或加入苯磺酸、对甲苯磺酸、草酸等有机酸之后在醚、甲苯等中结晶，可以以盐的形式获得分离出的化合物(III)。
可根据本身已知的方法制备本发明的方法中使用的化合物(II)或其盐，例如使用在Agricultural and Biological Chemistry，34，935-940，1974中所述的方法。
上述化合物(I)或其盐可根据下述另一种方法使用化合物(II)或其盐获得。
换句话说，通过化合物(II)或其盐与亚硫酸或其盐反应，生成式(IV)表示的化合物或其盐， 其中M是金属或铵，其它符号具有与上述相同的意义，然后使生成的化合物与氢氰酸或其盐反应，可制备化合物(I)或其盐。
M是金属(例如诸如钠、钾等碱金属；诸如钙、镁等碱土金属)或铵基团。其中，优选钠或钾。
当pH为约4时，化合物(IV)可形成式(VI)表示的内盐 其中每个符号具有与上述相同的意义。这类内盐也包括在化合物(IV)的范围内。该内盐表现出低水溶性，因此可作为晶体分离。在这种情况下，其经常有结晶水。
化合物(IV)或其盐可通过化合物(II)或其盐与亚硫酸或其盐在弱酸性到弱碱性、优选是在pH 4-11、特别优选pH 4-8的条件下反应制备。
化合物(IV)的盐包括与上述化合物(I)的盐相同的盐。
作为亚硫酸或其盐，包括亚硫酸的碱金属盐，诸如亚硫酸钠、亚硫酸钾等；亚硫酸铵；亚硫酸氢盐(与碱金属的盐)，诸如亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾等；碱土金属的亚硫酸盐，诸如亚硫酸钙、亚硫酸镁等；亚硫酸气体等。
其中优选亚硫酸的固体碱金属盐，可从市场获得，诸如亚硫酸钠或亚硫酸钾。
由于该反应定量地在短时间内进行，对于1摩尔化合物(II)，2摩尔亚硫酸或其盐在化学计量上是充足的。如果需要，可允许过量约2-4摩尔。
作为反应中使用的溶剂，优选使用可溶解化合物(II)或其盐和亚硫酸或其盐之一或两者的溶剂，但是即使溶剂不能将两者很好地溶解，该反应也能充分进行。但是，考虑到反应试剂、化合物(IV)和化合物(II)的性质，pH倾向于极酸性或极碱性均溶剂是不希望的。因此，如果一类溶剂是几乎中性的，则对反应没有影响的任何溶剂都可以使用。这类溶剂包括溶解亚硫酸或其盐需要的水和另一种溶剂，包括例如低级脂族醇，诸如甲醇、乙醇、异丙醇等；低级脂族酮，诸如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等，低级链状或环状脂族醚，诸如乙醚、四氢呋喃、二烷等；低级脂族羧酸衍生物，诸如乙酸乙酯、乙腈、二甲基甲酰胺等；低级链状或环状脂族硫化合物，诸如二硫化碳、二甲基亚砜、环丁砜等；低级脂族卤代烃，诸如二氯甲烷、氯仿或四氯化碳等；或芳烃，诸如苯、甲苯、二甲苯或氯苯等。这些溶剂可单独使用或以适当的比例将它们中的两种或多种(优选不超过其中的三种)与水混合使用。
在本发明的方法中，使化合物(II)或其盐与亚硫酸或其盐在适合的溶剂中接触，立即开始反应。反应温度保持在低于60℃是理想的，一般为50℃或不高于50℃。反应温度优选20-50℃。
还有，本发明方法中的反应在上述条件下平缓地进行，通常在30分钟至数小时期间完成。
通过如薄层色谱(TLC)、高效液相色谱(HPLC)等分析可容易地确定反应的完成。
化合物(IV)或其盐可根据JP-B-19524/1969所述的方法转化为有极好杀虫活性的化合物(I)或其盐。
另外，化合物(IV)或其盐可用本身已知的方法分离和纯化，诸如pH调节、离子交换色谱、浓缩、减压浓缩、结晶和重结晶等。
例如，当反应混合物是水溶液时，用等量或稍微过量的诸如盐酸、硫酸、磷酸的无机酸或诸如苯磺酸、对甲苯磺酸、草酸的有机酸中和，无需另外的操作；当反应混合物含有可与水均匀混合的有机溶剂时，减压浓缩除去有机溶剂后，所得的水层用上述方法中和，分离的化合物(VI)内盐是高纯度的晶体。
化合物(I)或其盐可用化合物(IV)或其盐与氢氰酸或其盐反应制备。该反应可用与上述从化合物(II)或其盐制备化合物(I)或其盐的反应相同的条件进行。该反应的起始原料化合物(IV)或其盐在根据本发明的上述方法制备后不经过分离或纯化就可使用。当然也可以使用分离或纯化了的化合物(IV)或其盐。
这样得到的化合物(I)或其盐可用与上述相同的方法转化成化合物(III)。
实施例下列实施例用于详细说明本发明，不应认为是对本发明范围的限定。
实施例1制备2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯) 2.49g(纯度98.3％，0.05摩尔)氰化钠(氰化钠)溶于22.06g水，然后将混合物冷却到5℃。在混合物中加入25ml甲苯，然后在约1小时的时间内滴加5.04g(0.025摩尔)4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐溶于20.16g水形成的溶液。加完以后，在相同的温度下搅拌混合物1小时，分成甲苯层和水层。用HPLC分析该甲苯层，得到2.35g2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)(产率46.7％)和0.82g 4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环(产率21.9％)。
实施例2制备2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)5.04g(0.025摩尔)4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐溶于35g水。在混合物中加入25ml甲苯，然后将混合物冷却到5℃。此时pH为2.6。
另外，2.49g(纯度98.3％，0.05摩尔)氰化钠溶于6.86g水。将该溶液在约1小时时间内滴加到上述获得的混合物中。在此期间，用5N的盐酸将pH控制在8。加完以后，在相同的温度下搅拌混合物约1小时。用4N的NaOH将pH调节到10后，混合物分成甲苯层和水层。用HPLC分析该甲苯层，得到4.91g 2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)(产率97.6％)。在减压下将甲苯层浓缩，得到的残留物从甲醇中重结晶，得到晶体2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)(熔点53-54℃)。
实施例3制备2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)13.19g(0.071摩尔)1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷盐酸盐溶于250ml水。在混合物中加入100ml甲苯，然后因为反应是放热的，故在冷却到低于45℃条件下滴加28％的氢氧化钠直到pH＝9。当pH调节到9以后，在相同的温度下在1小时内滴加7.59g(0.078摩尔)35％的过氧化氢。在此期间，用28％的氢氧化钠将pH控制在9。加完以后，在相同的温度下搅拌反应混合物约1小时，然后混合物分成甲苯层和水层。在甲苯层中加入15ml水和17.1g(0.1645摩尔)35％的盐酸，然后混合物分成甲苯层和水层。用HPLC分析水层的结果是得到了12.5g(0.0675摩尔)4-(二甲基氨基)-1，2-二硫戊环盐酸盐。向保持在10℃的该水溶液中，在搅拌下在约1小时期间内滴加6.56g(0.0675摩尔)35％的过氧化氢溶液。加完以后，在室温下搅拌混合物约1小时。用HPLC分析反应混合物的结果是得到了12.93g(0.0641摩尔)4-(二甲基氨基)-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐。向该混合物中加入65ml甲苯，混合物冷却到5℃，然后在约1小时期间内滴加6.38g(纯度98.3％，0.13摩尔)氰化钠(氰化钠)在17.6g水中制备的溶液。在此期间，用5N的盐酸将pH控制在不大于7。加完以后，在相同的温度下搅拌混合物约1小时，用4N的氢氧化钠将pH调节到10，混合物分成甲苯层和水层。用HPLC分析该甲苯层，得到12.00g 2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)(产率84.0％，基于1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷盐酸盐)。
实施例4制备S，S’-(2-二甲基氨基)三亚甲基二(硫代硫酸钠) 7.96g(纯度95％，0.06摩尔)氰化钠溶于24.90g水。在该混合物中加入80ml甲苯，然后用浓盐酸将pH调节到7.0。溶液加热到30℃后，在约1.5小时内滴加5.04g(0.025摩尔)4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐溶于20.16g水形成的溶液。在加料期间，用浓盐酸将pH保持在7。在相同的温度下搅拌混合物约1小时后，用28％的氢氧化钠将pH调节到9.0，然后分离混合物得到标题化合物的水溶液。用HPLC分析水层，得到7.82g S，S’-(2-二甲基氨基)三亚甲基二(硫代硫酸钠)(产率88.0％)。
实施例5制备S，S’-(2-二甲基氨基)三亚甲基二(硫代硫酸钠)13.27g(纯度95％，0.10摩尔)氰化钠溶于44.41g水。在该混合物中加入80ml甲苯，然后用浓盐酸将pH调节到7.0。溶液加热到30℃后，在约1.5小时内滴加5.04g(0.025摩尔)4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐溶于20.16g水形成的溶液。在加料期间，用浓盐酸将pH保持在7。在相同的温度搅拌混合物约1小时后，用28％的氢氧化钠将pH调节到9.0，分离混合物得到标题化合物的水溶液。用HPLC分析水层，得到8.71g S，S’-(2-二甲基氨基)三亚甲基二(硫代硫酸钠)(产率98.0％)。
实施例6制备S，S’-(2-二甲基氨基)三亚甲基二(硫代硫酸钠)13.19g(0.071摩尔)1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷盐酸盐溶于250ml水。在混合物中加入100ml甲苯，然后因为反应是放热的，故在冷却到低于45℃条件下滴加28％的氢化钠直到pH＝9。当pH调节到9以后，在相同的温度下在1小时内滴加7.59g(0.078摩尔)35％的过氧化氢。在此期间，用28％的氢氧化钠将pH控制在9。加完以后，在相同的温度下搅拌混合物约1小时，然后混合物分成甲苯层和水层。在甲苯层中加入15ml水和17.1g(0.1645摩尔)35％的盐酸，然后混合物分成甲苯层和水层。用HPLC分析水层的结果是得到了12.5g(0.0675摩尔)4-(二甲基氨基)-1，2-二硫戊环盐酸盐。向保持在10℃的该水溶液中，在搅拌下在约1小时期间内滴加6.56g(0.0675摩尔)35％的过氧化氢溶液。加完以后，在室温搅拌混合物约1小时。用HPLC分析反应混合物的结果是得到了12.93g(0.0641摩尔)4-(二甲基氨基)-1，2-二二硫戊环-1-氧化物盐酸盐。
另外，34.02g(纯度95％，0.256摩尔)亚硫酸钠溶于113.1g水。在该混合物中加入205ml甲苯，然后用浓盐酸将pH调节到7.0。溶液加热到30℃后，在约1.5小时内滴加所有量(12.93g，0.0641摩尔)的上述制备的4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐水溶液。在加料期间，用浓盐酸将pH保持在7。在相同的温度下搅拌混合物约1小时后，用28％的氢氧化钠将pH调节到9.0，分离混合物得到标题化合物的水溶液。用HPLC分析该水层，得到21.64gS，S’-(2-二甲基氨基)三亚甲基二(硫代硫酸钠)(产率85.7％，基于1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷盐酸盐)。
实施例7制备1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷盐酸盐 根据与在实施例2中所述的相同的反应条件，由10.09g(0.05摩尔)4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐制备含有2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)的甲苯溶液。在该甲苯溶液浓缩得到的残余物和30ml甲醇的混合物中通入氯化氢气体2小时。反应混合物在减压下浓缩，除去二氯甲烷和甲醇。残余物重结晶，得到12.18g(89％)1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷盐酸盐。
实施例8制备1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷 向根据与在实施例2中所述的相同的反应条件获得的20.1g(0.1摩尔)2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)和4ml水的混合物中通入氯化氢气体8小时。反应混合物溶于35ml水。该溶液用碳酸氢钠中和。用冰冷却后，过滤收集沉淀出的晶体。干燥晶体，在乙醇中重结晶，得到12.1g(51％)1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷。
实施例9制备1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷盐酸盐根据与实施例5相同方法，由10.09g(0.05摩尔)4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐制备含有S，S’-(2-二甲基氨基)三亚甲基二(硫代硫酸钠)水溶液。
4.90g(0.10摩尔)氰化钠分部分加入到该水溶液中，然后混合物在冰冷却下搅拌30分钟。过滤收集沉淀出的晶体，得到8.56g 2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)(产率85％，基于4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐)。
向这样得到的化合物和30ml甲醇的混合物中通入氯化氢气体2小时。反应混合物在减压下浓缩，除去二氯甲烷和甲醇。残余物在甲醇中重结晶，得到11.46g1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷盐酸盐(产率83％，基于4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐)。
根据本发明的方法从化合物(II)制备化合物(I)，生成了作为副产物的水溶性无机盐，从而希望的产物，亲油性的化合物(I)可在反应完成后容易地分离。例如，当使用水和作为反应溶剂可从水中分离的一种有机溶剂的情况下，通过分成含无机盐的水层和含希望产物的有机层，可定量地收集作为高纯度产物的硫氰酸酯化合物。因此，可容易地处理本发明方法产生的废物，从防止环境污染的角度而言是特别有用的。
这类化合物(I)或其盐也可由化合物(IV)或其盐制备。根据本发明制备化合物(I)和化合物(IV)的方法，不生成作为副产物的诸如化合物(V)的异构体，因此化合物(I)和化合物(IV)可以高产率获得。
另外，根据本发明方法获得的化合物(I)或其盐是合成化合物(III)表示的有强杀虫活性的一硫羟氨基甲酸酯衍生物(例如，1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷)的有用的中间体。
另外，化合物(IV)或其盐可引入式(VIII)表示的如JP-B-13755/1971所述有强杀虫活性的硫代磺酸酯衍生物 其中R1和R2具有与上述相同的意义，或R3是低级烷氧基；可具有含氧原子作为杂原子的饱和杂环基的低级烷基；10-莰基；可以具有烷基、低级烷氧基、低级烷硫基、卤素或酰氨基作为取代基的苯基；或萘基。
因此，化合物(IV)或其盐可作为中间体用于制备有极好杀虫活性的化合物。上述化合物(VIII)可根据JP-B-32350/1988所述的方法制备。
另外，用下列步骤，可将在其制备步骤中生成的含有一硫氨基甲酸酸酯衍生物晶体的滤液引入化合物(II)或其盐中。滤液在碱性条件下水解，然后氧化，得到式(VII)表示的化合物(VII)或其盐(在此，盐包括与上述化合物(I)的盐相同的盐) 其中每个符号具有与上述相同的意义，然后在酸性条件下氧化生成的化合物，得到化合物(II)或其盐。另外，根据本发明的方法可从化合物(II)或其盐获得化合物(I)或其盐，因此，其能够作为中间体循环用于化合物(II)或其盐的合成。从节约资源角度而言，这些方法被认为是极有用的，因为可通过从废物中收集将中间体再用于农用化学。
权利要求
1.一种下式表示的化合物或其盐的制备方法， 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，M是金属或铵，其包括将下式表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，与亚硫酸或其盐反应。
2.如权利要求1所述的方法，其中R1和R2独立地表示烷基。
3.如权利要求1所述的方法，其中R1和R2均表示甲基。
4.一种下式表示的化合物或其盐的制备方法， 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，其包括将下式表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，与亚硫酸或其盐反应，生成一种下式表示的化合物或其盐， 其中M是金属或铵，其它符号具有与上述相同的意义，然后将生成的化合物与氢氰酸或其盐反应。
5.一种下式表示的化合物或其盐的制备方法， 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，其包括(i)将下式表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，与亚硫酸或其盐反应，生成一种下式表示的化合物或其盐， 其中M是金属或铵，其它符号具有与上述相同的意义，(ii)将生成的化合物与氢氰酸或其盐反应，生成下式表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，和(iii)将生成的化合物进行水解反应或在卤化氢的存在下与低级醇反应。
全文摘要
一种下式表示的化合物或其盐的制备方法，右式中其中R
文档编号C07C333/00GK1495162SQ0310823
公开日2004年5月12日 申请日期1999年9月15日 优先权日1998年9月18日
发明者木原和明, 田村五郎, 中村敏行, 相本德治, 治, 行, 郎 申请人:住化武田农药株式会社
本申请是申请日为1999年9月15日的中国专利申请99123998.9的分案申请。
在JP-B-42177/1976中描述了一种式(I)表示的化合物或其盐具有强杀虫活性， 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基(在下文，有时简称为“化合物(I)”)。在JP-B-10969/1967中还描述了一种用于合成杀虫活性更强的、式(III)表示的一硫羟碳酸酯衍生物或其盐的重要中间体， 其中每个符号具有与上述相同的意义(下文有时简称为“化合物(III)”)。
关于式(I)化合物或其盐的制备方法，在JP-B-18012/1964、JP-B-19524/1969、JP-A-34316/1972和JP-B-28905/1988中分别报道了相应的二卤化物与硫氰酸酯反应的方法、相应的硫代硫酸盐(下文有时简称邦特盐)与氰化物反应的方法、相应的二巯基化合物与卤氰化物(卤化氰)反应的方法和相应的二磺酸盐化合物与氰化物(氢氰酸盐)反应的方法。
在JP-B-17404/1970中描述了一种式(IV)化合物或其盐，
其中R1和R2具有与上述相同的意义，M是金属或铵(下文有时简称为“化合物(IV)”)，其具有强的杀虫活性，并且是用于合成杀虫活性更强的、硫羟氨基甲酸酯(III)的重要中间体。
关于式(IV)化合物或其盐的制备方法，在JP-B-17404/1970中报道了相应的二卤化物与硫代硫酸盐(硫代硫酸的盐)反应的方法。
但是，根据现有技术，很难处理废水，并且还有产率低的问题。另外，对在制备有极好杀虫活性的硫羟氨基甲酸酯(III)的步骤中产生的滤液(废弃的)进行结晶是无用的，因此已有技术是将其焚烧。由于上述废物含有硫羟氨基甲酸酯衍生物，从节约资源角度而言这是一个严重的环境问题。
此外，根据在JP-B-18012/1964或JP-B-17404/1970中描述的方法，存在一个产率较低的问题，原因是产生了式(V)表示的副产物 其中X表示基团SCN或SSO3M(其中M表示金属或铵)，其它符号的意义定义如上，诸如S，S’-(二甲基氨基甲基)乙撑二(硫代硫酸钠)和二甲基氨基甲基乙基二(硫氰酸酯)，他们分别是上述产物的异构体。
本发明人已经集中研究了产率高、废水处理简单并能循环硫羟氨基甲酸酯生产步骤期间产生的废物的化合物(I)、(III)或(IV)或其盐的制备方法。结果，本发明人惊奇地发现，式(II)化合物或其盐 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，当其与氢氰酸或其盐反应，化合物(II)的二硫戊环(dithiolane ring)裂开，高产率地生成化合物(I)或其盐。
另外，本发明人惊奇地发现，式(II)化合物或其盐 其中每个符号具有与上述定义相同的意义，当其与亚硫酸或其盐反应，化合物(II)的二硫戊环裂开，高产率高纯度地生成化合物(IV)或其盐。该化合物(IV)或其盐也可与氢氰酸或其盐反应，生成化合物(I)或其盐。
另外，本发明人还基于这些知识进行了集中研究，从而完成了本发明。
换句话说，本发明涉及[1]一种式(I)表示的化合物或其盐的制备方法， 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，其包括式(II)表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，与氢氰酸或其盐反应，[2]如[1]所述的方法，其中R1和R2独立地表示烷基，[3]如[1]所述的方法，其中R1和R2均表示甲基，[4]一种式(III)表示的化合物或其盐的制备方法，
其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，其包括式(II)表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，与氢氰酸或其盐反应，生成一种式(I)表示的化合物或其盐， 其中每个符号具有与上述相同的意义，然后将生成的化合物进行水解反应或在卤化氢的存在下与一种低级醇反应，[5]一种式(IV)表示的化合物或其盐的制备方法， 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，M是金属或铵，其包括式(II)表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，与亚硫酸或其盐反应，如[5]所述的方法，其中R1和R2独立地表示烷基，[7]如[5]所述的方法，其中R1和R2均表示甲基，[8]一种式(I)表示的化合物或其盐的制备方法， 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，其包括式(II)表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，与亚硫酸或其盐反应，生成一种式(IV)表示的化合物或其盐， 其中M是金属或铵，其它符号具有与上述相同的意义，然后将生成的化合物与氢氰酸或其盐反应；和[9]一种式(III)表示的化合物或其盐的制备方法， 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，其包括
(i)式(II)表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，与亚硫酸或其盐反应，生成一种式(IV)表示的化合物或其盐， 其中M是金属或铵，其它符号具有与上述相同的意义，(ii)将生成的化合物与氢氰酸或其应，生成式(I)表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，和(iii)将生成的化合物进行水解反应或在卤化氢的存在下与一种低级醇反应。
R1和R2表示的烃基包括可含有双键或三键的直链的、支链的或环状的脂族烃基、芳基或芳烷基。特别可使用烷基、烯基、炔基、芳基或芳烷基。其中优选C1-19烃基。
烷基包括直链的或支链的C1-6烷基或C3-14环烷基，例如包括C1-6烷基或C3-14环烷基，诸如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、异戊基、新戊基、环丙基、环戊基、正己基、异己基或环己基。
烯基包括直链或支链的C2-6链烯基或C3-14环烯基，例如包括C2-6烯基或C3-14环烯基，诸如烯丙基、异丙烯基、异丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基或2-环己烯基。
炔基包括C2-6炔基，诸如丙炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、3-戊炔基或3-己炔基。
芳基包括C6-14芳基，诸如苯基、萘基或蒽基。
芳烷基包括C7-19芳烷基，诸如苯基-C1-4烷基(例如苄基、苯乙基、苯丙基等)、二苯甲基或三苯甲基。
在式 表示的基团中，R1和R2与相邻的氮原子一起形成的含氮的5-或6-元杂环基包括吡咯烷子基、哌啶子基、哌嗪子基、吗啉代基、硫代吗啉代基或噻唑烷基。
R1和R2优选直链或支链的有1-4个碳原子的低级烷基。其中，特别优选甲基。
化合物(I)的盐包括与诸如盐酸、硫酸和磷酸的无机酸形成的盐或与诸如苯磺酸、对甲苯磺酸和草酸的有机酸形成的盐。
化合物(I)或其盐可通过化合物(II)或其盐与氢氰酸或其盐在弱酸性到弱碱性、特别是在pH 5-9、优选pH 7-9的条件下反应制备。
可在本发明中使用的氢氰酸或其盐包括氢氰酸的固体碱金属盐，诸如可从市场获得的氰化钠和氰化钾，或使用氢氰酸气体，如果可能，可使用铵盐或碱土金属盐(例如钙盐、镁盐等)、重金属盐(例如铁、铜、锌等)。氰化钠(氰化钠)和氰化钾(氰化钾)作为优选的氢氰酸或其盐使用。
化合物(II)的盐包括与上述化合物(I)的盐相同的盐。
由于该反应定量地在短时间内进行，对于1摩尔化合物(II)，2摩尔氢氰酸或其盐在化学计量上是充足的。如果需要，可使用过量的氢氰酸或其盐，但是从节约资源和处理反应后生成的废物的角度考虑，这是不希望的。
作为在反应中使用的溶剂，优选使用可溶解化合物(II)或其盐和氢氰酸或其盐之一或两者的溶剂，但是即使溶剂不能将两者很好地溶解，该反应也能充分进行。但是，考虑到反应试剂、化合物(I)和化合物(II)或其盐的性质，pH倾向于极酸性或极碱性的溶剂是不希望的。因此，如果一类溶剂是几乎中性的，则对反应没有影响的任何溶剂都可以使用。这类溶剂包括低级脂族醇，诸如甲醇、乙醇、异丙醇等；低级脂族酮，诸如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等；低级链状或环状脂族醚，诸如乙醚、四氢呋喃、二烷等；低级脂族羧酸衍生物，诸如乙酸乙酯、乙腈、二甲基甲酰胺等；低级链状或环状脂族硫化合物，诸如二硫化碳、二甲基亚砜、环丁砜等。如果需要，可使用水或低级脂族卤代烃，诸如二氯甲烷、氯仿或四氯化碳；或芳烃，诸如苯、甲苯、二甲苯或氯苯。这些溶剂可单独使用或以适当的比例将它们中的两种或多种(优选不超过其中的三种)混合使用。另外，当反应混合物不是均相时，例如在水和芳烃或脂族卤代烃的情况下，反应体系变成两相，但是在这种情况下，优选加入少量相转移催化剂，诸如季铵盐、锍盐或膦盐。优选使用两种溶剂，诸如水和一种不与水混溶的溶剂(例如甲苯或苯)，因为容易进行分离操作。
在本发明的方法中，使化合物(II)或其盐与氢氰酸或其盐在适合的溶剂中接触，立即开始反应。反应可放热地进行。生成的化合物(I)在游离碱的形式下对热不稳定，因此，反应温度保持在低于40℃是理想的，一般为室温或不高于室温。如果需要，可从外面冷却反应器。反应温度优选0-20℃。
还有，本发明方法中的反应在上述条件下平缓地进行，通常1小时至数小时后完成。但根据情况可在数分钟或数十分钟完成。
因为化合物(I)或其盐缺乏对碱的稳定性，在反应时间不必要地延长和生成的化合物(I)与过量氰离子长时间接触的情况下，可能会导致变色或降低产率。因此，在完成反应后立即冷却，经萃取和对可熔性溶剂(例如甲苯、苯等)的再分配将需要的物质从反应体系中分离是理想的。
通过诸如薄层色谱(TLC)、高效液相色谱(HPLC)等分析可容易地确定反应的完成。
化合物(I)或其盐可根据JP-B-19520/1970或JP-B-10969/1967所述的方法转化为有极好杀虫活性的式(III)表示的化合物或其盐(下文有时简称为化合物(III)) 其中每个符号具有与上述相同的意义。
换句话说，将化合物(I)或其盐进行水解反应或将化合物(I)或其盐在下述卤化氢存在下与低级醇反应可制备化合物(III)或其盐。
该反应的起始原料化合物(I)或其盐在根据本发明的上述方法进行的制备后不经过分离或纯化就可使用。当然也可以使用分离或纯化了的化合物(I)或其盐。化合物(I)或其盐在酸性条件下水解。使用的酸包括无机酸，诸如盐酸、硫酸、磷酸、氢溴酸等。特别优选盐酸和硫酸。酸的浓度优选5-98％。优选5％的饱和的盐酸或10-60％硫酸。反应温度优选0-100℃，特别优选20-80℃。
该反应可在酸性水溶液中进行，如果需要，可加入在关于从化合物(II)或其盐制备化合物(I)或其盐的反应中描述的并且不影响反应的有机溶剂。当使用不与水混溶的有机溶剂时，可加入上述相转移催化剂。在卤化氢气体(HX)——诸如氯化氢气体和溴化氢气体——存在下，化合物(I)或其盐与低级醇(R’OH；R’表示低级C1-4烷基，诸如甲基、乙基等)反应，生成中间体(IX)或其盐，然后不进行分离，在减压或常压下加热混合物，或将混合物置于室温，消去烷基卤化物(R’X)，制备混合物(III)或其盐。
制备中间体(IX)的反应可在0℃到使用的低级醇的沸点之间的温度下进行，优选0-40℃。该反应可相对迅速地进行，但将反应持续2-12小时完成是理想的。对于化合物(I)，卤化氢的量大于3当量，优选大于10当量。
低级醇包括甲醇、乙醇等。作为卤化氢气体，特别优选氯化氢气体。
化合物(III)的盐包括与上述化合物(I)的盐相同的盐。
化合物(III)或其盐可用本身已知的方法分离和纯化，诸如萃取、pH调节、再分配、浓缩、减压浓缩、结晶和重结晶等。
例如，完成反应后，当反应混合物是水溶液时，进行萃取而无需其它操作，当反应混合物含有可与水均匀混合的有机溶剂时，减压浓缩后，加入几乎不溶于水的诸如二氯甲烷或氯仿等低级脂族卤代烃或诸如苯、甲苯、二甲苯或氯苯等芳烃，然后进行萃取。浓缩这样得到的有机层，得到化合物(III)的粗产物晶体。通过在加入诸如盐酸、硫酸、磷酸、氢溴酸等无机酸或加入苯磺酸、对甲苯磺酸、草酸等有机酸之后在醚、甲苯等中结晶，可以以盐的形式获得分离出的化合物(III)。
可根据本身已知的方法制备本发明的方法中使用的化合物(II)或其盐，例如使用在Agricultural and Biological Chemistry，34，935-940，1974中所述的方法。
上述化合物(I)或其盐可根据下述另一种方法使用化合物(II)或其盐获得。
换句话说，通过化合物(II)或其盐与亚硫酸或其盐反应，生成式(IV)表示的化合物或其盐， 其中M是金属或铵，其它符号具有与上述相同的意义，然后使生成的化合物与氢氰酸或其盐反应，可制备化合物(I)或其盐。
M是金属(例如诸如钠、钾等碱金属；诸如钙、镁等碱土金属)或铵基团。其中，优选钠或钾。
当pH为约4时，化合物(IV)可形成式(VI)表示的内盐 其中每个符号具有与上述相同的意义。这类内盐也包括在化合物(IV)的范围内。该内盐表现出低水溶性，因此可作为晶体分离。在这种情况下，其经常有结晶水。
化合物(IV)或其盐可通过化合物(II)或其盐与亚硫酸或其盐在弱酸性到弱碱性、优选是在pH 4-11、特别优选pH 4-8的条件下反应制备。
化合物(IV)的盐包括与上述化合物(I)的盐相同的盐。
作为亚硫酸或其盐，包括亚硫酸的碱金属盐，诸如亚硫酸钠、亚硫酸钾等；亚硫酸铵；亚硫酸氢盐(与碱金属的盐)，诸如亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾等；碱土金属的亚硫酸盐，诸如亚硫酸钙、亚硫酸镁等；亚硫酸气体等。
其中优选亚硫酸的固体碱金属盐，可从市场获得，诸如亚硫酸钠或亚硫酸钾。
由于该反应定量地在短时间内进行，对于1摩尔化合物(II)，2摩尔亚硫酸或其盐在化学计量上是充足的。如果需要，可允许过量约2-4摩尔。
作为反应中使用的溶剂，优选使用可溶解化合物(II)或其盐和亚硫酸或其盐之一或两者的溶剂，但是即使溶剂不能将两者很好地溶解，该反应也能充分进行。但是，考虑到反应试剂、化合物(IV)和化合物(II)的性质，pH倾向于极酸性或极碱性均溶剂是不希望的。因此，如果一类溶剂是几乎中性的，则对反应没有影响的任何溶剂都可以使用。这类溶剂包括溶解亚硫酸或其盐需要的水和另一种溶剂，包括例如低级脂族醇，诸如甲醇、乙醇、异丙醇等；低级脂族酮，诸如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等，低级链状或环状脂族醚，诸如乙醚、四氢呋喃、二烷等；低级脂族羧酸衍生物，诸如乙酸乙酯、乙腈、二甲基甲酰胺等；低级链状或环状脂族硫化合物，诸如二硫化碳、二甲基亚砜、环丁砜等；低级脂族卤代烃，诸如二氯甲烷、氯仿或四氯化碳等；或芳烃，诸如苯、甲苯、二甲苯或氯苯等。这些溶剂可单独使用或以适当的比例将它们中的两种或多种(优选不超过其中的三种)与水混合使用。
在本发明的方法中，使化合物(II)或其盐与亚硫酸或其盐在适合的溶剂中接触，立即开始反应。反应温度保持在低于60℃是理想的，一般为50℃或不高于50℃。反应温度优选20-50℃。
还有，本发明方法中的反应在上述条件下平缓地进行，通常在30分钟至数小时期间完成。
通过如薄层色谱(TLC)、高效液相色谱(HPLC)等分析可容易地确定反应的完成。
化合物(IV)或其盐可根据JP-B-19524/1969所述的方法转化为有极好杀虫活性的化合物(I)或其盐。
另外，化合物(IV)或其盐可用本身已知的方法分离和纯化，诸如pH调节、离子交换色谱、浓缩、减压浓缩、结晶和重结晶等。
例如，当反应混合物是水溶液时，用等量或稍微过量的诸如盐酸、硫酸、磷酸的无机酸或诸如苯磺酸、对甲苯磺酸、草酸的有机酸中和，无需另外的操作；当反应混合物含有可与水均匀混合的有机溶剂时，减压浓缩除去有机溶剂后，所得的水层用上述方法中和，分离的化合物(VI)内盐是高纯度的晶体。
化合物(I)或其盐可用化合物(IV)或其盐与氢氰酸或其盐反应制备。该反应可用与上述从化合物(II)或其盐制备化合物(I)或其盐的反应相同的条件进行。该反应的起始原料化合物(IV)或其盐在根据本发明的上述方法制备后不经过分离或纯化就可使用。当然也可以使用分离或纯化了的化合物(IV)或其盐。
这样得到的化合物(I)或其盐可用与上述相同的方法转化成化合物(III)。
实施例下列实施例用于详细说明本发明，不应认为是对本发明范围的限定。
实施例1制备2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯) 2.49g(纯度98.3％，0.05摩尔)氰化钠(氰化钠)溶于22.06g水，然后将混合物冷却到5℃。在混合物中加入25ml甲苯，然后在约1小时的时间内滴加5.04g(0.025摩尔)4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐溶于20.16g水形成的溶液。加完以后，在相同的温度下搅拌混合物1小时，分成甲苯层和水层。用HPLC分析该甲苯层，得到2.35g2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)(产率46.7％)和0.82g 4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环(产率21.9％)。
实施例2制备2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)5.04g(0.025摩尔)4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐溶于35g水。在混合物中加入25ml甲苯，然后将混合物冷却到5℃。此时pH为2.6。
另外，2.49g(纯度98.3％，0.05摩尔)氰化钠溶于6.86g水。将该溶液在约1小时时间内滴加到上述获得的混合物中。在此期间，用5N的盐酸将pH控制在8。加完以后，在相同的温度下搅拌混合物约1小时。用4N的NaOH将pH调节到10后，混合物分成甲苯层和水层。用HPLC分析该甲苯层，得到4.91g 2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)(产率97.6％)。在减压下将甲苯层浓缩，得到的残留物从甲醇中重结晶，得到晶体2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)(熔点53-54℃)。
实施例3制备2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)13.19g(0.071摩尔)1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷盐酸盐溶于250ml水。在混合物中加入100ml甲苯，然后因为反应是放热的，故在冷却到低于45℃条件下滴加28％的氢氧化钠直到pH＝9。当pH调节到9以后，在相同的温度下在1小时内滴加7.59g(0.078摩尔)35％的过氧化氢。在此期间，用28％的氢氧化钠将pH控制在9。加完以后，在相同的温度下搅拌反应混合物约1小时，然后混合物分成甲苯层和水层。在甲苯层中加入15ml水和17.1g(0.1645摩尔)35％的盐酸，然后混合物分成甲苯层和水层。用HPLC分析水层的结果是得到了12.5g(0.0675摩尔)4-(二甲基氨基)-1，2-二硫戊环盐酸盐。向保持在10℃的该水溶液中，在搅拌下在约1小时期间内滴加6.56g(0.0675摩尔)35％的过氧化氢溶液。加完以后，在室温下搅拌混合物约1小时。用HPLC分析反应混合物的结果是得到了12.93g(0.0641摩尔)4-(二甲基氨基)-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐。向该混合物中加入65ml甲苯，混合物冷却到5℃，然后在约1小时期间内滴加6.38g(纯度98.3％，0.13摩尔)氰化钠(氰化钠)在17.6g水中制备的溶液。在此期间，用5N的盐酸将pH控制在不大于7。加完以后，在相同的温度下搅拌混合物约1小时，用4N的氢氧化钠将pH调节到10，混合物分成甲苯层和水层。用HPLC分析该甲苯层，得到12.00g 2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)(产率84.0％，基于1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷盐酸盐)。
实施例4制备S，S’-(2-二甲基氨基)三亚甲基二(硫代硫酸钠) 7.96g(纯度95％，0.06摩尔)氰化钠溶于24.90g水。在该混合物中加入80ml甲苯，然后用浓盐酸将pH调节到7.0。溶液加热到30℃后，在约1.5小时内滴加5.04g(0.025摩尔)4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐溶于20.16g水形成的溶液。在加料期间，用浓盐酸将pH保持在7。在相同的温度下搅拌混合物约1小时后，用28％的氢氧化钠将pH调节到9.0，然后分离混合物得到标题化合物的水溶液。用HPLC分析水层，得到7.82g S，S’-(2-二甲基氨基)三亚甲基二(硫代硫酸钠)(产率88.0％)。
实施例5制备S，S’-(2-二甲基氨基)三亚甲基二(硫代硫酸钠)13.27g(纯度95％，0.10摩尔)氰化钠溶于44.41g水。在该混合物中加入80ml甲苯，然后用浓盐酸将pH调节到7.0。溶液加热到30℃后，在约1.5小时内滴加5.04g(0.025摩尔)4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐溶于20.16g水形成的溶液。在加料期间，用浓盐酸将pH保持在7。在相同的温度搅拌混合物约1小时后，用28％的氢氧化钠将pH调节到9.0，分离混合物得到标题化合物的水溶液。用HPLC分析水层，得到8.71g S，S’-(2-二甲基氨基)三亚甲基二(硫代硫酸钠)(产率98.0％)。
实施例6制备S，S’-(2-二甲基氨基)三亚甲基二(硫代硫酸钠)13.19g(0.071摩尔)1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷盐酸盐溶于250ml水。在混合物中加入100ml甲苯，然后因为反应是放热的，故在冷却到低于45℃条件下滴加28％的氢化钠直到pH＝9。当pH调节到9以后，在相同的温度下在1小时内滴加7.59g(0.078摩尔)35％的过氧化氢。在此期间，用28％的氢氧化钠将pH控制在9。加完以后，在相同的温度下搅拌混合物约1小时，然后混合物分成甲苯层和水层。在甲苯层中加入15ml水和17.1g(0.1645摩尔)35％的盐酸，然后混合物分成甲苯层和水层。用HPLC分析水层的结果是得到了12.5g(0.0675摩尔)4-(二甲基氨基)-1，2-二硫戊环盐酸盐。向保持在10℃的该水溶液中，在搅拌下在约1小时期间内滴加6.56g(0.0675摩尔)35％的过氧化氢溶液。加完以后，在室温搅拌混合物约1小时。用HPLC分析反应混合物的结果是得到了12.93g(0.0641摩尔)4-(二甲基氨基)-1，2-二二硫戊环-1-氧化物盐酸盐。
另外，34.02g(纯度95％，0.256摩尔)亚硫酸钠溶于113.1g水。在该混合物中加入205ml甲苯，然后用浓盐酸将pH调节到7.0。溶液加热到30℃后，在约1.5小时内滴加所有量(12.93g，0.0641摩尔)的上述制备的4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐水溶液。在加料期间，用浓盐酸将pH保持在7。在相同的温度下搅拌混合物约1小时后，用28％的氢氧化钠将pH调节到9.0，分离混合物得到标题化合物的水溶液。用HPLC分析该水层，得到21.64gS，S’-(2-二甲基氨基)三亚甲基二(硫代硫酸钠)(产率85.7％，基于1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷盐酸盐)。
实施例7制备1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷盐酸盐 根据与在实施例2中所述的相同的反应条件，由10.09g(0.05摩尔)4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐制备含有2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)的甲苯溶液。在该甲苯溶液浓缩得到的残余物和30ml甲醇的混合物中通入氯化氢气体2小时。反应混合物在减压下浓缩，除去二氯甲烷和甲醇。残余物重结晶，得到12.18g(89％)1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷盐酸盐。
实施例8制备1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷 向根据与在实施例2中所述的相同的反应条件获得的20.1g(0.1摩尔)2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)和4ml水的混合物中通入氯化氢气体8小时。反应混合物溶于35ml水。该溶液用碳酸氢钠中和。用冰冷却后，过滤收集沉淀出的晶体。干燥晶体，在乙醇中重结晶，得到12.1g(51％)1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷。
实施例9制备1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷盐酸盐根据与实施例5相同方法，由10.09g(0.05摩尔)4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐制备含有S，S’-(2-二甲基氨基)三亚甲基二(硫代硫酸钠)水溶液。
4.90g(0.10摩尔)氰化钠分部分加入到该水溶液中，然后混合物在冰冷却下搅拌30分钟。过滤收集沉淀出的晶体，得到8.56g 2-(二甲基氨基)三亚甲基二(硫氰酸酯)(产率85％，基于4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐)。
向这样得到的化合物和30ml甲醇的混合物中通入氯化氢气体2小时。反应混合物在减压下浓缩，除去二氯甲烷和甲醇。残余物在甲醇中重结晶，得到11.46g1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷盐酸盐(产率83％，基于4-二甲基氨基-1，2-二硫戊环-1-氧化物盐酸盐)。
根据本发明的方法从化合物(II)制备化合物(I)，生成了作为副产物的水溶性无机盐，从而希望的产物，亲油性的化合物(I)可在反应完成后容易地分离。例如，当使用水和作为反应溶剂可从水中分离的一种有机溶剂的情况下，通过分成含无机盐的水层和含希望产物的有机层，可定量地收集作为高纯度产物的硫氰酸酯化合物。因此，可容易地处理本发明方法产生的废物，从防止环境污染的角度而言是特别有用的。
这类化合物(I)或其盐也可由化合物(IV)或其盐制备。根据本发明制备化合物(I)和化合物(IV)的方法，不生成作为副产物的诸如化合物(V)的异构体，因此化合物(I)和化合物(IV)可以高产率获得。
另外，根据本发明方法获得的化合物(I)或其盐是合成化合物(III)表示的有强杀虫活性的一硫羟氨基甲酸酯衍生物(例如，1，3-二(氨基甲酰基硫基)-2-(N，N-二甲基氨基)丙烷)的有用的中间体。
另外，化合物(IV)或其盐可引入式(VIII)表示的如JP-B-13755/1971所述有强杀虫活性的硫代磺酸酯衍生物 其中R1和R2具有与上述相同的意义，或R3是低级烷氧基；可具有含氧原子作为杂原子的饱和杂环基的低级烷基；10-莰基；可以具有烷基、低级烷氧基、低级烷硫基、卤素或酰氨基作为取代基的苯基；或萘基。
因此，化合物(IV)或其盐可作为中间体用于制备有极好杀虫活性的化合物。上述化合物(VIII)可根据JP-B-32350/1988所述的方法制备。
另外，用下列步骤，可将在其制备步骤中生成的含有一硫氨基甲酸酸酯衍生物晶体的滤液引入化合物(II)或其盐中。滤液在碱性条件下水解，然后氧化，得到式(VII)表示的化合物(VII)或其盐(在此，盐包括与上述化合物(I)的盐相同的盐) 其中每个符号具有与上述相同的意义，然后在酸性条件下氧化生成的化合物，得到化合物(II)或其盐。另外，根据本发明的方法可从化合物(II)或其盐获得化合物(I)或其盐，因此，其能够作为中间体循环用于化合物(II)或其盐的合成。从节约资源角度而言，这些方法被认为是极有用的，因为可通过从废物中收集将中间体再用于农用化学。
权利要求
1.一种下式表示的化合物或其盐的制备方法， 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，M是金属或铵，其包括将下式表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，与亚硫酸或其盐反应。
2.如权利要求1所述的方法，其中R1和R2独立地表示烷基。
3.如权利要求1所述的方法，其中R1和R2均表示甲基。
4.一种下式表示的化合物或其盐的制备方法， 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，其包括将下式表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，与亚硫酸或其盐反应，生成一种下式表示的化合物或其盐， 其中M是金属或铵，其它符号具有与上述相同的意义，然后将生成的化合物与氢氰酸或其盐反应。
5.一种下式表示的化合物或其盐的制备方法， 其中R1和R2独立地表示烃基，或R1和R2与相邻的氮原子一起形成一个含氮的5-或6-元杂环基，其包括(i)将下式表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，与亚硫酸或其盐反应，生成一种下式表示的化合物或其盐， 其中M是金属或铵，其它符号具有与上述相同的意义，(ii)将生成的化合物与氢氰酸或其盐反应，生成下式表示的化合物或其盐 其中每个符号具有与上述相同的意义，和(iii)将生成的化合物进行水解反应或在卤化氢的存在下与低级醇反应。
全文摘要
一种下式表示的化合物或其盐的制备方法，右式中其中R
文档编号C07C333/00GK1495162SQ0310823
公开日2004年5月12日 申请日期1999年9月15日 优先权日1998年9月18日
发明者木原和明, 田村五郎, 中村敏行, 相本德治, 治, 行, 郎 申请人:住化武田农药株式会社
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