СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТИАЗОЛА АМИНОМЕТИЛИРОВАНИЕМ Российский патент 2009 года по МПК C07D277/28 C07D277/30 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу получения соединения тиазола.

Известный уровень техники

Соединение тиазола, обычно, 2-хлор-5-(аминометил)тиазол, формулы (3):

в которой Х¹ представляет собой атом водорода или атом галогена, является полезным соединением в качестве промежуточного соединения для фармацевтических препаратов и агрохимических средств (см., например, японскую заявку JP 7-14916 В). Для приготовления соединения тиазола известно несколько способов. Например, (а) соединение формулы (1):

в которой Х¹ является таким, как определено выше, Х² представляет собой атом галогена, подвергают реакции с гексаметилентетрамином с последующим гидролизом (см., например, японские заявки JP 4-234864 А и JP 4-21674 А); (b) соединение формулы (1) подвергают реакции с фталимидом калия с последующим гидразинолизом (см., например, японскую заявку JP 4-234864 А); (с) соединение формулы (1) подвергают реакции с формамидом с последующим гидролизом (см., например, японскую заявку: JP 5-286936 А); и (d) соединение формулы (1) подвергают реакции с аммиаком (см., например, японские заявки JP 4-234864 А и JP No. 2000-143648 А).

Однако, вышеприведенные процессы (а) - (с) не всегда являются удовлетворительными с промышленной точки зрения потому, что выходы целевого соединения - тиазола формулы (3) в этих процессах являются низкими. Хотя вышеприведенный процесс (d) имеет преимущество над процессами (а) - (с) вследствие применения недорогого аммиака, значительное количество побочного соединения формулы (4):

в которой Х¹ является таким, как определено выше, образуется даже при использовании аммиака в 20-кратном (в молярном отношении) или большем количестве относительно соединения формулы (1), что дает в результате низкий выход целевого соединения тиазола формулы (3). Следовательно, желательно дополнительное усовершенствование.

Сущность изобретения

При таких обстоятельствах авторы настоящего изобретения интенсивно занимались разработкой преимущественного с промышленной точки зрения способа получения соединения тиазола формулы (3) с использованием недорогого аммиака при подавлении образования побочного продукта, то есть соединения формулы (4), и обнаружили, что целевое соединение тиазола формулы (3) может быть получено при подавлении образования побочного продукта, т.е. соединения формулы (4), путем взаимодействия соединения формулы (1) с аммиаком и формальдегидом, который также является недорогим и легко доступным, с получением соединения гексагидротриазина, которое является новым соединением формулы (2):

в которой Х¹ является таким, как определено выше, и затем гидролизом соединения гексагидротриазина формулы (2). Таким образом настоящее изобретение было осуществлено.

То есть, настоящее изобретение обеспечивает способ получения соединения тиазола формулы (3):

в которой Х¹ является таким, как определено выше, который включает в себя стадии:

взаимодействия соединения формулы (1):

в которой Х¹ представляет собой атом водорода или атом галогена, Х² представляет собой атом галогена, с аммиаком и формальдегидом с получением соединения гексагидротриазина формулы (2):

в которой Х¹ является таким, как определено выше,

и гидролиза получающегося в результате соединения гексагидротриазина формулы (2).

Лучший вариант осуществления изобретения

Сначала будет объяснена стадия взаимодействия соединения формулы (1):

в которой Х¹ представляет собой атом водорода или атом галогена, Х² представляет собой атом галогена (в дальнейшем в данном документе сокращенно называемое "соединение (1)"), с аммиаком и формальдегидом с получением соединения гексагидротриазина формулы (2):

в которой Х¹ является таким, как определено выше (в дальнейшем в данном документе сокращенно называемое "соединение гексагидротриазина (2)").

В соединении (1) Х¹ представляет собой атом водорода или атом галогена, Х² представляет собой атом галогена. Примеры такого атома галогена включают в себя атом хлора, атом брома, атом йода и тому подобное.

Примеры соединения (1) включают в себя, например, 5-(хлорметил)тиазол, 2-хлор-5-(хлорметил)тиазол, 2-хлор-5-(бромметил)тиазол, 2-бром-5-(бромметил)тиазол, 2-хлор-5-(иодметил)тиазол, 2-бром-5-(иодметил)тиазол, 2-иод-5-(иодметил)тиазол и тому подобное.

Соединение (1) может быть получено в соответствии с известным способом, например способом, описанным в японской заявке JP 4-234864 A.

Соединение (1) может быть в свободной форме или может быть в солевой форме, образованной присоединением кислоты. Примеры кислоты, необходимой для образования соли присоединением этой кислоты, включают в себя неорганические кислоты, такие как хлористоводородная (соляная) кислота, бромистоводородная кислота, серная кислота, хлорная кислота и тому подобное; и органические кислоты, такие как уксусная кислота, метансульфокислота, трифторметансульфокислота, п-толуолсульфокислота и тому подобное.

В качестве аммиака может быть использован газообразный аммиак или может быть использован жидкий аммиак. Кроме того, может быть использована аммиачная вода (водный раствор аммиака) или может быть использован раствор аммиака в органическом растворителе, который может растворять аммиак, таком как метанол. С точки зрения простоты обращения и выхода предпочтительно используют раствор аммиака в органическом растворителе.

Аммиак обычно используют в количестве от 1 до 30 молей, предпочтительно от 2 до 15 молей и более предпочтительно от 2 до 10 молей на моль соединения (1). В случае применения соединения (1) в виде соли присоединения кислоты, количество аммиака, которое может быть использовано, может быть определено с учетом кислоты в соли присоединения кислоты.

В качестве формальдегида может быть использован газообразный формальдегид, но с точки зрения простоты обращения предпочтительно используют параформальдегид или формалин и более предпочтительно параформальдегид. Формальдегид обычно используют в количестве от 1 до 10 молей, предпочтительно от 1 до 8 молей и более предпочтительно от 1 до 5 молей на моль соединения (1). Кроме того, предпочтительно количество формальдегида, которое может быть использовано на моль соединения (1), меньше, чем количество аммиака.

Температура реакции обычно составляет от 15 до 100°С, предпочтительно от 20 до 90°С. Реакцию обычно проводят при атмосферном давлении или при давлении не выше чем 0,5 МПа (мегапаскаль, манометрическое (избыточное) давление).

Реакция может быть проведена без растворителя, но предпочтительно ее проводят в инертном растворителе. Примеры растворителя включают в себя, например, спирты, такие как метанол, этанол, н-пропанол, изопропанол и тому подобное; ароматические углеводороды, такие как толуол, ксилол и тому подобное; галогенированные углеводороды, такие как хлорбензол, дихлорбензол и тому подобное; алифатические углеводороды, такие как гексан, гептан, циклогексан и тому подобное; простые эфиры, такие как диэтиловый эфир, тетрагидрофуран, диоксан и тому подобное; апротонные полярные растворители, такие как ацетонитрил, пропионитрил, диметилсульфоксид, N,N-диметилацетамид и тому подобное; и воду. Они могут быть использованы как таковые или как смесь растворителей. Спирты и вода являются предпочтительными, и спирты являются более предпочтительными. Количество растворителя, которое может быть использовано, обычно составляет от 1 до 10 частей по массе на массовую часть соединения (1).

Реакцию обычно проводят путем смешения и приведения соединения (1) в контакт с аммиаком и формальдегидом, и порядок их смешения особо не ограничен. Например, для проведения реакции при данной температуре соединение (1) может быть смешано с аммиаком и формальдегидом, или для проведения реакции соединение (1), предварительно смешанное с формальдегидом, может быть добавлено к аммиаку. Альтернативно, для проведения реакции аммиак и формальдегид могут быть смешаны, и к этой смеси добавляют соединение (1). Кроме того, для проведения реакции к формальдегиду могут быть добавлены одновременно соединение (1) и аммиак. Кроме того, для проведения реакции к аммиаку могут быть добавлены одновременно соединение (1) и формальдегид.

При необходимости, реакция может быть проведена в присутствии четвертичной аммониевой соли, такой как хлорид триэтилбензиламмония, хлорид три-н-октилметиламмония, хлорид триметилдециламмония, бромид тетраметиламмония, бромид тетра-н-бутиламмония или тому подобное; или катализатора фазового переноса, такого как краун-эфир, или тому подобное.

Полагают, что в результате этой реакции образуется соединение метиленимина, которое является нестабильным промежуточным соединением и имеет формулу (5):

в которой Х¹ является таким, как определено выше, после чего следует его тримеризация с образованием соединения гексагидротриазина (2).

После завершения реакции получают реакционную смесь, содержащую соединение гексагидротриазина (2), и соединение гексагидротриазина (2) может быть выделено путем, например, концентрирования (сгущения) реакционной смеси. Альтернативно, соединение гексагидротриазина (2) может быть выделено в виде кристаллов путем охлаждения реакционной смеси как она есть или после ее частичного концентрирования. Кроме того, соединение гексагидротриазина (2) может быть выделено путем добавления воды и гидрофобного органического растворителя к реакционной смеси как она есть или после ее концентрирования, так чтобы подвергнуть смесь обработке экстракцией, и путем концентрирования получающегося в результате органического слоя. Кроме того, соединение гексагидротриазина (2) может быть выделено в виде соли присоединения кислоты, такой как его гидрохлорид, сульфат или тому подобное.

Примеры гидрофобного органического растворителя включают в себя галогенированные углеводороды, такие как хлорбензол, дихлорбензол и тому подобное; простые эфиры, такие как этилацетат, бутилацетат и тому подобное; кетоны, такие как метилэтилкетон, метилизобутилкетон и тому подобное; и ароматические углеводороды, такие как толуол, ксилол и тому подобное. Они могут быть использованы как таковые или как смесь растворителей. Количество гидрофобного органического растворителя, которое может быть использовано, специально не ограничено.

Альтернативно, реакционная смесь или органический слой, содержащий соединение гексагидротриазина (2), могут быть использованы в последующей стадии гидролиза, описанной в дальнейшем в этом документе, без выделения соединения гексагидротриазина (2) из реакционной смеси.

Примеры соединения гексагидротриазина (2), полученного таким образом, включают в себя, например, 1,3,5-трис{(тиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазин, 1,3,5-трис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазин, 1,3,5-трис{(2-бромтиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазин и тому подобное.

Далее будет раскрыта стадия получения соединения тиазола формулы (3):

в которой Х¹ является таким, как определено выше (в дальнейшем в этом документе сокращенно называемое ″соединение тиазола (3)″), путем гидролиза полученного соединения гексагидротриазина (2).

Эта стадия представляет собой гидролиз соединения гексагидротриазина (2), полученного на предыдущей стадии, с превращением его в соединение тиазола (3), и обычно проводится путем смешения соединения гексагидротриазина (2) и водного раствора кислоты, с тем, чтобы дать возможность прийти в контакт одному с другим. Примеры водного раствора кислоты включают в себя, например, водный раствор хлористоводородной кислоты, серной кислоты, фосфорной кислоты, азотной кислоты, или тому подобного. Водный раствор хлористоводородной кислоты или серной кислоты является предпочтительным. Концентрация кислоты в водном растворе специально не ограничена. Кислоту обычно используют в количестве от 1 до 30 молей, предпочтительно от 3 до 15 молей на моль соединения гексагидротриазина (2).

Как описано выше, соединение гексагидротриазина (2), образованное на предыдущей стадии, может быть выделено из реакционной смеси и затем гидролизовано, или реакционная смесь или органический слой, содержащий соединение гексагидротриазина (2), могут быть подвергнуты гидролизу непосредственно без выделения соединения гексагидротриазина (2).

Температура гидролиза обычно составляет от 10 до 100°С, предпочтительно от 25 до 70°С.

По мере того как идет гидролиз соединения гексагидротриазина (2), в качестве побочного продукта образуется формальдегид. Для того чтобы облегчить удаление побочного продукта - формальдегида, гидролиз соединения гексагидротриазина (2) предпочтительно проводят в присутствии соединения ряда низших спиртов для превращения формальдегида, образованного в качестве побочного продукта, в ацеталь. Примеры соединения ряда низших спиртов включают в себя, например, соединения ряда низших спиртов, имеющие от 1 до 4 атомов углерода, такие как метанол, этанол и тому подобное. Соединение ряда низших спиртов обычно используют в количестве не менее чем 1,5 моля, предпочтительно не менее чем 2 моля, более предпочтительно не менее чем 2,5 моля на моль соединения гексагидротриазина (2), и верхний предел специально не ограничивают. Когда реакционную смесь, содержащую соединение гексагидротриазина (2), используют как она есть и когда в реакционной смеси присутствует соединение ряда низших спиртов, количество соединения ряда низших спиртов, которое может быть использовано, может быть определено с учетом его количества в реакционной смеси. Кроме того, иногда формальдегид остается в реакционной смеси. В таком случае, соединение ряда низших спиртов может быть использовано в количестве, достаточном для превращения в ацеталь не только формальдегида, образованного в качестве побочного продукта, но также формальдегида, оставшегося в реакционной смеси. Разумеется, после гидролиза соединения гексагидротриазина (2) формальдегид может быть превращен в ацеталь.

После завершения гидролиза, соединение тиазола (3) или его соль, образованная присоединением кислоты, может быть выделена, например, путем концентрирования. Альтернативно, соединение тиазола (3) может быть выделено путем концентрирования реакционной смеси, добавления к сконцентрированной смеси водного раствора щелочи и гидрофобного органического растворителя, так чтобы подвергнуть смесь обработке экстракцией, и путем концентрирования получающегося в результате органического слоя. Примеры водного раствора щелочи включают в себя водный раствор гидроксида щелочного металла, такой как водный раствор гидроксида натрия или тому подобное. Количество водного раствора щелочи, которое может быть использовано, является таким, чтобы рН водного слоя при экстракции находился в пределах диапазона обычно 8 - 14, предпочтительно 10 -14.

Кроме того, кислотно-аддитивная соль соединения тиазола (3) может быть выделена путем смешения органического слоя, полученного вышеупомянутой экстракцией, с водным раствором кислоты, путем разделения на слои с получением водного раствора, содержащего кислотно-аддитивную соль соединения тиазола (3), и, необязательно, путем частичного концентрирования водного раствора. Кроме того, кристаллы кислотно-аддитивной соли соединения тиазола (3) могут быть осаждены путем добавления плохого растворителя, почти не растворяющего кислотно-аддитивную соль соединения тиазола (3) к вышеупомянутому водному раствору. Примеры водного раствора кислоты включают в себя водный раствор такой кислоты, как хлористоводородная кислота, серная кислота, уксусная кислота, метансульфокислота или тому подобное. Количество водного раствора, которое может быть использовано, является таким, чтобы рН водного слоя при экстракции был в пределах диапазона обычно 2,5-5,5, предпочтительно 3-5. Если полученный таким образом водный раствор, содержащий соль соединения тиазола (3), образованную присоединением кислоты, является окрашенным, раствор может быть подвергнут обработке обесцвечиванием путем, например, добавления в водный раствор обесцвечивающего вещества, такого как активированный уголь.

Примеры соединения тиазола (3), полученного таким образом, включают в себя 5-(аминометил)тиазол, 2-хлор-5-(аминометил)тиазол, 2-бром-5-(аминометил)тиазол и тому подобное.

Настоящее изобретение далее будет подробно проиллюстрировано посредством следующих Примеров, но настоящее изобретение не ограничено этими Примерами. Для анализа в Примерах была использована высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ=HPLC); и выход и извлечение были рассчитаны исходя из 2-хлор-5-(хлорметил)тиазола. В следующих Примерах все доли и проценты взяты по массе, если не указано иначе.

Пример 1

В стеклянный автоклав загружали 95,3 части 2-хлор-5-(хлорметил)тиазола (содержание: 96,5%), 51,9 частей параформальдегида (содержание: 95%) и 311 частей 12% раствора аммиака в метаноле и смеси давали прореагировать при перемешивании и внутренней температуре 70°С в течение 3 часов. Максимальное внутреннее давление (манометрическое давление) во время реакции составляло 0,09 МПа. Полученную таким образом реакционную смесь, содержащую 1,3,5-трис{(2-[хлортиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазин, перемещали в четырехгорлую колбу путем промывания автоклава 150 частями метанола, барботировали азотом в течение 15 минут для удаления аммиака, остающегося в реакционной смеси, и затем концентрировали при пониженном давлении, отгоняя 60 частей метанола. К получающемуся в результате концентрированному остатку добавляли 60 частей метанола и 188 частей 35% хлористоводородной кислоты и смесь кипятили с обратным холодильником при внутренней температуре 60°С в течение полутора часов. Смесь охлаждали до внутренней температуры не выше чем 40°С и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 246 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавляли 57,5 частей воды, 282 части метилизобутилкетона и 367 частей водного 27% раствора гидроксида натрия для доведения рН до 13, подвергая тем самым смесь обработке экстракцией и получая органический слой и водный слой. Водный слой затем экстрагировали три раза метилизобутилкетоном и полученные метилизобутилкетонные слои объединяли с ранее полученным органическим слоем с получением раствора, содержащего 2-хлор-5-(аминометил)тиазол. Выход 2-хлор-5-(аминометил)тиазола составлял 91,2%, и выход бис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}амина составлял 2,8%.

Полученный таким образом раствор, содержащий 2-хлор-5-(аминометил)тиазол, промывали 33,6 частями водного 14% раствора гидроксида натрия с последующим добавлением 100 частей воды и 55,7 частей 35% хлористоводородной кислоты для доведения рН до 3,3. Затем слои разделяли и 230 частей получающегося в результате водного слоя концентрировали при пониженном давлении до получения 194 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавляли 1 часть активированного угля и смесь выдерживали при перемешивании при комнатной температуре в течение 1 часа. Активированный уголь отфильтровывали и промывали приблизительно 10 частями воды с получением 204 частей водного раствора, содержащего гидрохлорид 2-хлор-5-(аминометил)тиазола. Содержание гидрохлорида 2-хлор-5-(аминометил)тиазола составляло 42,4% и выход составлял 85,2 %.

Пример 2

В стеклянный автоклав загрузили 16,7 частей 2-хлор-5-(хлорметил)тиазола (содержание: 95,7%), 9,04 части параформальдегида (содержание: 95%) и 16,7 частей метанола, и довели внутреннюю температуру до 70°С. К этому в течение 1 часа добавили по каплям 57,9 частей по массе 14% раствора аммиака в метаноле. После завершения добавления, смеси дали прореагировать при той же температуре в течение 3 часов. Максимальное внутреннее давление (манометрическое давление) во время реакции было 0,15 МПа. Полученную реакционную смесь, содержащую 1,3,5-трис{(2-[хлортиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазин, переместили в четырехгорлую колбу путем промывания автоклава 50 частями метанола и концентрировали при пониженном давлении до получения 42,7 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 73,2 части метанола и 32,8 частей 35% хлористоводородной кислоты и смесь кипятили с обратным холодильником при внутренней температуре 60°С в течение полутора часов. Смесь охладили до внутренней температуры не выше чем 40°С и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 42,2 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 49 частей метилизобутилкетона и 69 частей водного 27% раствора гидроксида натрия для доведения рН до 13, посредством этого подвергая смесь обработке экстракцией и получая органический слой и водный слой. Водный слой затем экстрагировали три раза метилизобутилкетоном и полученные метилизобутилкетонные слои объединили с ранее полученным органическим слоем для получения раствора, содержащего 2-хлор-5-(аминометил)тиазол. Выход 2-хлор-5-(аминометил)тиазола составил 87,1%, и выход бис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}амина составил 1,2%.

Пример 3

В стеклянный автоклав загрузили 16,8 частей 2-хлор-5-(хлорметил)тиазола (содержание: 95,6%), 9,05 частей параформальдегида (содержание: 95%) и 135 частей 24% раствора аммиака в метаноле и смеси дали прореагировать при перемешивании и внутренней температуре 70°С в течение 3 часов. Максимальное внутреннее давление (манометрическое давление) во время реакции было 0,37 МПа. Полученную реакционную смесь, содержащую 1,3,5-трис{(2-[хлортиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазин, переместили в четырехгорлую колбу путем промывания автоклава 20 частями метанола и концентрировали при пониженном давлении до получения 40 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 73,2 части метанола и 32,8 частей 35% хлористоводородной кислоты и кипятили с обратным холодильником при внутренней температуре приблизительно 60°С в течение полутора часов. Смесь охладили до внутренней температуры не выше чем 40°С и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 41,7 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 49 частей толуола и 51,8 частей водного 30% раствора гидроксида натрия для доведения рН до 13, посредством этого подвергая смесь обработке экстракцией и получая органический слой и водный слой. Водный слой затем экстрагировали три раза толуолом и полученные толуольные слои объединили с ранее полученным органическим слоем для получения раствора, содержащего 2-хлор-5-(аминометил)тиазол. Выход 2-хлор-5-(аминометил)тиазола составил 93,3%, и выход бис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}амина составил 2,6%.

Полученный раствор, содержащий 2-хлор-5-(аминометил)тиазол, промыли 5,8 частями водного 14% раствора гидроксида натрия с последующим добавлением 17,5 частей воды и 9 частей 35% хлористоводородной кислоты для доведения рН до 4,9 с тем, чтобы получить 38,9 частей водного раствора, содержащего гидрохлорид 2-хлор-5-(аминометил)тиазола. Содержание гидрохлорида 2-хлор-5-(аминометил)тиазола составило 38,6%, и выход составил 85,1%.

Пример 4

В стеклянный автоклав загрузили 16,6 частей 2-хлор-5-(хлорметил)тиазола (содержание: 96,5%), 9,04 части параформальдегида (содержание: 95%) и 54,1 часть 10,5% раствора аммиака в метаноле и смеси дали прореагировать при перемешивании и внутренней температуре 70°С в течение 3 часов. Максимальное внутреннее давление (манометрическое давление) во время реакции было 0,08 МПа. Полученную реакционную смесь, содержащую 1,3,5-трис{(2-[хлортиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазин, переместили в четырехгорлую колбу путем промывания автоклава 60 частями метанола и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 40 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 73,2 части метанола и 32,8 частей 35% хлористоводородной кислоты и смесь кипятили с обратным холодильником при внутренней температуре 60°С в течение полутора часов. Смесь охладили до внутренней температуры не выше чем 40°С и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 42,8 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 11,4 части воды, 49 частей метилизобутилкетона и 60,9 частей водного 27% раствора гидроксида натрия для доведения рН до 13, посредством этого подвергая смесь обработке экстракцией и получая органический слой и водный слой. Водный слой затем экстрагировали три раза метилизобутилкетоном и полученные метилизобутилкетонные слои объединили с ранее полученным органическим слоем для получения раствора, содержащего 2-хлор-5-(аминометил)тиазол. Выход 2-хлор-5-(аминометил)тиазола составил 91,2%, и выход бис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}амина составил 2,0%.

Пример 5

В стеклянный автоклав загрузили 29 частей 2-хлор-5-(хлорметил)тиазола (содержание: 96,5%), 10,5 частей параформальдегида (содержание: 95%) и 94,6 частей 9% раствора аммиака в метаноле и смеси дали прореагировать при перемешивании и внутренней температуре 70°С в течение 3 часов. Максимальное внутреннее давление (манометрическое давление) во время реакции было 0,09 МПа. Полученную реакционную смесь, содержащую 1,3,5-трис{(2-[хлортиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазин, переместили в четырехгорлую колбу путем промывания автоклава 60 частями метанола и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 57,8 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 128 частей метанола и 57,4 части 35% хлористоводородной кислоты и смесь кипятили с обратным холодильником при внутренней температуре 60°С в течение полутора часов. Смесь охладили до внутренней температуры не выше чем 40°С и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 75,1 части концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 20 частей воды, 85,7 частей метилизобутилкетона и 113,5 частей водного 27% раствора гидроксида натрия для доведения рН до 13, посредством этого подвергая смесь обработке экстракцией и получая органический слой и водный слой. Водный слой затем экстрагировали метилизобутилкетоном и полученные метилизобутилкетонные слои объединили с ранее полученным органическим слоем для получения раствора, содержащего 2-хлор-5-(аминометил)тиазол. Выход 2-хлор-5-(аминометил)тиазола составил 86,2%, и выход бис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}амина составил 4,3%.

Пример 6

В стеклянный автоклав загрузили 10,6 частей 2-хлор-5-(хлорметил)тиазола (содержание: 95%), 2,3 части параформальдегида (содержание: 95%) и 30,5 частей 10% раствора аммиака в метаноле и смеси дали прореагировать при перемешивании и внутренней температуре 70°С в течение 3 часов. Максимальное внутреннее давление (манометрическое давление) во время реакции было 0,10 МПа. Полученную реакционную смесь, содержащую 1,3,5-трис{(2-[хлортиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазин, переместили в четырехгорлую колбу путем промывания автоклава 30 частями метанола и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 27,1 части по массе концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 45,8 частей метанола и 11,8 частей 35% хлористоводородной кислоты и смесь кипятили с обратным холодильником при внутренней температуре 60°С в течение полутора часов. Смесь охладили до внутренней температуры не выше чем 40°С и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 35,8 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 30,6 частей метилизобутилкетона и 24,5 частей водного 30% раствора гидроксида натрия для доведения рН до 13, посредством этого подвергая смесь обработке экстракцией и получая органический слой и водный слой. Водный слой затем экстрагировали три раза метилизобутилкетоном и полученные метилизобутилкетонные слои объединили с ранее полученным органическим слоем для получения раствора, содержащего 2-хлор-5-(аминометил)тиазол. Выход 2-хлор-5-(аминометил)тиазола составил 80,1%, и выход бис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}амина составил 8,9%.

Пример 7

В стеклянный автоклав загрузили 16,7 частей 2-хлор-5-(хлорметил)тиазола (содержание: 95,7%), 23,2 части формалина (содержание: 37%) и 30,9 частей 21% раствора аммиака в метаноле и смеси дали прореагировать при перемешивании и внутренней температуре 70°С в течение 3 часов. Максимальное внутреннее давление (манометрическое давление) во время реакции было 0,05 МПа. Полученную реакционную смесь, содержащую 1,3,5-трис{(2-[хлортиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазин, переместили в четырехгорлую колбу путем промывания автоклава 60 частями метанола, и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 50,9 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 73,2 части метанола и 32,8 частей 35% хлористоводородной кислоты и смесь кипятили с обратным холодильником при внутренней температуре 60°С в течение полутора часов. Смесь охладили до внутренней температуры не выше чем 40°С и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 52,5 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 49 частей метилизобутилкетона и 67,3 части водного 27% раствора гидроксида натрия для доведения рН до 13, посредством этого подвергая смесь обработке экстракцией и получая органический слой и водный слой. Водный слой затем экстрагировали три раза метилизобутилкетоном и полученные метилизобутилкетонные слои объединили с ранее полученным органическим слоем для получения раствора, содержащего 2-хлор-5-(аминометил)тиазол. Выход 2-хлор-5-(аминометил)тиазола составил 87,5%, и выход бис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}амина составил 2,2%.

Пример 8

В стеклянный автоклав загрузили 29,3 части 2-хлор-5-(хлорметил)тиазола (содержание: 95,7%), 15,8 частей параформальдегида (содержание: 95%) и 87,3 части 13% раствора аммиака в метаноле и смеси дали прореагировать при перемешивании и внутренней температуре 70°С в течение 3 часов. Максимальное внутреннее давление (манометрическое давление) во время реакции было 0,08 МПа. После завершения реакции, реакционную смесь, содержащую 1,3,5-трис{(2-[хлортиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазин, охладили до внутренней температуры 5°С с тем, чтобы осадить твердое вещество, и это твердое вещество собрали путем фильтрации. Собранное твердое вещество сушили при пониженном давлении до получения 21,9 частей 1,3,5-трис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазина.

Масс-спектроскопия (с ионизацией методом полевой десорбции): m/z 480 при моноизотопном пике (изотопное распределение Cl×3)

¹H-NMR (CDCl₃), 270 МГц, δ/м.д.)

3,50 (ш.с., 2Н), 3,82 (с, 2Н), 7,33 (с, 1Н)

¹³C-NMR (CDCl₃, 68 МГц, δ/м.д.)

48,85, 72,34, 138,73, 139,29, 151,71

Полученный таким образом 1,3,5-трис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазин гидролизовали хлористоводородной кислотой в метаноле с тем, чтобы получить 2-хлор-5-(аминометил)тиазол. Выход: 65,9%. Выход бис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}амина составил 0,5%.

Пример 9

В автоклав из нержавеющей стали загрузили 15,5 частей 2-хлор-5-(хлорметил)тиазола (содержание: 96,5%), 8,7 частей параформальдегида (содержание: 92%) и 24,4 части 24% раствора аммиака в метаноле и смеси дали прореагировать при перемешивании и внутренней температуре 70°С в течение 3 часов. Максимальное внутреннее давление (манометрическое давление) во время реакции было 0,02 МПа. Полученную реакционную смесь, содержащую 1,3,5-трис{(2-[хлортиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазин, переместили в другую колбу путем промывания автоклава приблизительно 15 частями метанола и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 45,2 частей по массе концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили метанол с тем, чтобы восполнить объем раствора до 228 частей, затем добавили 32,5 частей 35% хлористоводородной кислоты и смесь при перемешивании поддерживали при внутренней температуре 50°С в течение 30 минут. Затем смесь охладили до комнатной температуры и к этому добавили воду для получения 260,2 частей водного раствора, содержащего 2-хлор-5-(аминометил)тиазол. Выход 2-хлор-5-(аминометил)тиазола составил 93,3%, и выход бис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}амина составил 2,0%.

Сравнительный Пример 1

В автоклав из нержавеющей стали загрузили 15,7 частей 2-хлор-5-(хлорметил)тиазола (содержание: 95,7%) и 25,4 части 24% раствора аммиака в метаноле и смеси дали прореагировать при перемешивании и внутренней температуре 70°С в течение 3 часов. Максимальное внутреннее давление (манометрическое давление) во время реакции было 0,28 МПа. Полученную реакционную смесь переместили в другую колбу путем промывания автоклава приблизительно 15 частями метанола и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 26,1 части концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили метанол с тем, чтобы получить 228 частей раствора, содержащего 2-хлор-5-(аминометил)тиазол. Выход 2-хлор-5-(аминометил)тиазола составил 41,4%, и выход бис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}амина составил 24,5%.

Пример 10

В стеклянный автоклав загрузили 29,3 части 2-хлор-5-(хлорметил)тиазола (содержание: 95,7%), 15,8 частей параформальдегида (содержание: 95%), 56,9 частей 20% раствора аммиака в метаноле и 43,9 частей толуола и смеси дали прореагировать при перемешивании и внутренней температуре 70°С в течение 5 часов. Максимальное внутреннее давление (манометрическое давление) во время реакции было 0,09 МПа. Полученную реакционную смесь, содержащую 1,3,5-трис{(2-[хлортиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазин, переместили в четырехгорлую колбу путем промывания автоклава 46 частями метанола,и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 162,4 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 23,6 частей метанола и 57,4 частей 35% хлористоводородной кислоты и смесь кипятили с обратным холодильником при внутренней температуре 60°С в течение полутора часов. Смесь охладили до внутренней температуры не выше чем 40°С и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 74,3 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 20 частей воды, 85,7 частей метилизобутилкетона и 108,2 части водного 27% раствора гидроксида натрия для доведения рН до 13, посредством этого подвергая смесь обработке экстракцией и получая органический слой и водный слой. Водный слой затем экстрагировали три раза толуолом и полученные толуольные слои объединили с ранее полученным органическим слоем для получения раствора, содержащего 2-хлор-5-(аминометил)тиазол. Выход 2-хлор-5-(аминометил)тиазола составил 92,3%, и выход бис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}амина составил 2,2%.

Поскольку водный слой после экстрагирования толуолом содержал 2,5% 2-хлор-5-(аминометил)тиазола, что вычислено из выхода, выход реакции по 2-хлор-5-(аминометил)тиазолу составил 94,8%.

Пример 11

В стеклянный автоклав загрузили 15,8 частей параформальдегида (содержание: 95%) и 94,6 частей 12% раствора аммиака в метаноле. К смеси добавили 29 частей 2-хлор-5-(хлорметил)тиазола (содержание: 96,6%) при комнатной температуре и получающейся в результате смеси дали прореагировать при перемешивании и внутренней температуре 40°С в течение 3 часов затем при внутренней температуре 50°С в течение 3 часов, и далее при внутренней температуре 70°С в течение 1 часа. Максимальное внутреннее давление (манометрическое давление) во время реакции было 0,09 МПа. Полученную реакционную смесь, содержащую 1,3,5-трис{(2-[хлортиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазин, переместили в четырехгорлую колбу путем промывания автоклава 60 частями метанола и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 87,9 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 101 часть воды и затем смесь концентрировали при пониженном давлении до получения 146,9 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 117 частей толуола с тем, чтобы подвергнуть смесь обработке экстракцией при внутренней температуре 75°С для получения 149 частей толуольного слоя и водный слой. Когда толуольный слой проанализировали методом ВЭЖХ (HPLC), в нем содержались 1,3,5-трис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}-1,3,5-гексагидротриазин, 2-хлор-5-(аминометил)тиазол и бис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}амин с выходами 91,8%, 2,7% и 2,1% соответственно.

К 148,6 частям полученного толуольного слоя при перемешивании добавили 21,5 частей 35% хлористоводородной кислоты и затем дали постоять для разделения на масляный слой и водный слой. К масляному слою добавили 1,2 части воды с тем, чтобы подвергнуть смесь обработке экстракцией, и полученный водный слой объединили с ранее полученным водным слоем. К объединенному водному слою добавили 39,5 частей метанола и смесь кипятили с обратным холодильником при внутренней температуре приблизительно 60°С в течение полутора часов. Смесь охладили до внутренней температуры не выше чем 40°С и затем концентрировали при пониженном давлении до получения 38,9 частей концентрированного остатка. К концентрированному остатку добавили 20 частей воды, 82,6 частей толуола и 35 частей водного 27% раствора гидроксида натрия для доведения рН до 13, посредством этого подвергая смесь обработке экстракцией и получая органический слой и водный слой. Водный слой затем экстрагировали три раза толуолом и полученные толуольные слои объединили с ранее полученным органическим слоем для получения раствора, содержащего 2-хлор-5-(аминометил)тиазол. Выход 2-хлор-5-(аминометил)тиазола составил 87,2%, и выход бис{(2-хлортиазол-5-ил)метил}амина составил 1,9%.

Промышленная применимость

В соответствии с настоящим изобретением, соединение тиазола формулы (3), которое является полезным в качестве промежуточного соединения для фармацевтических препаратов и агрохимических средств, может быть получено промышленным путем преимущественно при подавлении образования побочного продукта формулы (4).

Изобретение относится к способу получения соединения тиазола формулы (3) путем взаимодействия соединения формулы (1) с аммиаком и формальдегидом с получением соединения гексагидротриазина формулы (2) с последующим гидролизом соединения формулы (2), а также к соединениям общей формулы (2) и способу их получения. В общих формулах (1), (2) и (3)

Х¹ представляет собой атом водорода или атом галогена, X² представляет собой атом галогена. 4 н. и 9 з.п. ф-лы.

1. Способ получения соединения тиазола формулы (3):

где X¹ представляет собой атом водорода или атом галогена, который включает в себя стадии:
взаимодействия соединения формулы (1):

в которой X¹ является таким, как определено выше, а X² представляет собой атом галогена с аммиаком и формальдегидом с получением соединения гексагидротриазина формулы (2):

в которой Х¹ является таким, как определено выше, и гидролиза, получающегося в результате соединения гексагидротриазина формулы (2).

2. Способ по п.1, где формальдегид представляет собой параформальдегид или формалин.

3. Способ по п.1, где формальдегид используют в количестве от 1 до 10 молей на моль соединения формулы (1).

4. Способ по п.1, где аммиак используют в количестве от 2 до 10 молей на моль соединения формулы (1).

5. Способ по п.1, где гидролиз проводят путем приведения в контакт соединения гексагидротриазина формулы (2) и водного раствора кислоты.

6. Способ по п.5, где гидролиз проводят в присутствии соединения ряда низших спиртов.

7. Соединение гексагидротриазина формулы (2):

в которой Х¹ представляет собой атом водорода или атом галогена, или его соль присоединения кислоты.

8. Способ получения соединения гексагидротриазина формулы (2):

в которой Х¹ представляет собой атом водорода или атом галогена, который включает в себя взаимодействие соединения формулы (1):

в которой X¹ является таким, как определено выше, и Х² представляет собой атом галогена с аммиаком и формальдегидом.

9. Способ по п.8, где формальдегид используют в количестве от 1 до 10 молей на моль соединения формулы (1).

10. Способ по п.8, где аммиак используют в количестве от 2 до 10 молей на моль соединения формулы (1).

11. Способ получения соединения тиазола формулы (3):

в которой X¹ представляет собой атом водорода или атом галогена, который включает в себя гидролиз соединения гексагидротриазина формулы (2):

в которой X¹ является таким, как определено выше.

12. Способ по п.11, где гидролиз проводят путем приведения соединения гексагидротриазина формулы (2) в контакт с водным раствором кислоты.

13. Способ по п.12, где гидролиз проводят в присутствии соединения ряда низших спиртов.