专利名称：N－取代－2－氨基－4－(羟基甲基氧膦基)－2－丁烯酸的制造方法
技术领域：
相关申请的记载本发明依照巴黎公约基于日本专利申请日本特愿2010 - 136373号(2010年6月15日申请)主张优先权,该申请的全部记载内容以引用的方式并入并记载于本申请中。本发明涉及作为除草剂L 一 2 一氨基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一丁酸(以下简写为L — AMPB)的有用制造中间体的N—取代一 2 —氨基一 4 一(羟基甲基氧膦基)一2 一丁烯酸衍生物的制造。
背景技术：
已知N —取代一 2 —氨基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸衍生物为具有除草活性的L - AMPB的合成中间体(日本特开昭56 - 92897号公报(专利文献I)、J. Org.Chem.，56，1783-1788(1991)(非专利文献 I))。到现在为止，作为N—取代一 2 —氨基一 4 一(羟基甲基氧膦基)一2—丁烯酸衍生物的制备方法，报告了通过将2 —氧代一 4 一(羟基甲基氧膦基)一丁酸与乙酰胺缩合来合成的方法(日本特开昭62 - 226993号公报(专利文献2)和通过使氧膦基乙醛衍生物与异氰基乙酸酯缩合来合成的方法(非专利文献I)。此外，报告了通过磷酰基甘氨酸衍生物与氧膦基乙醛衍生物的Horner-Emmons型反应来合成的方法(专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开昭56 - 92897号公报专利文献2 :日本特开昭62 - 226993号公报专利文献3 W0 2008/114808号公报非专利文献非专利文献I J. Org. Chem.，56，1783-1788(1991)
发明内容
发明所要解决的课题以下的分析由本发明提供。上述专利文献1、2、3和非专利文献I的各全部记载以引用的方式提出并记载于本申请中。然而，专利文献I中记载的将2 —氧代一 4 一(羟基甲基氧膦基)一丁酸与乙酰胺进行缩合的方法是在减压下将基质在无溶剂的条件下进行加热的方法，难以大量地处理。另一方面，专利文献2和非专利文献I中记载的与乙酰胺进行缩合的方法虽然为中等程度的收率，但基质和反应产物在溶剂中的溶解性或分散性差，在伴随放大的收率降低、操作性方面存在问题。此外，如WO 2008/029754中记载地那样，作为L 一 AMPB的合成中间体特别有用的几何异构体为(Z) — N—取代一 2 —氨基一 4 一(轻基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸衍生物(以下简写为Z体)，但对于反应条件和Z体生成比率的关联在专利文献2和非专利文献I中没有任何记载。另一方面，专利文献3中记载的通过Horner-Emmons型反应来合成的方法与使用2—氧代一4一(羟基甲基氧膦基)一丁酸作为原料的本发明的方法的反应基质不同。非专利文献I中记载的使氧膦基乙醛衍生物与异氰基乙酸酯进行缩合的方法也在同样的方面不同，除此以外，在试剂昂贵、氧膦基乙醛衍生物的调制方法困难方面存在问题，期望开发出可以实现工业生产的制造方法。本发明的目的是提供高效地制造作为除草剂有用的L - AMPB的制造中间体的(Z) - N 一取代一 2 —氨基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸衍生物的方法。用于解决课题的方法
本发明人对专利文献2和非专利文献I中记载的将2 —氧代一 4 -(羟基甲基氧膦基)一丁酸衍生物与酰胺化合物进行脱水缩合的反应条件进行了详细研究，结果以高于现有报告的收率获得N—取代一2—氨基一4一(羟基甲基氧膦基)一2—丁烯酸衍生物，从而完成本发明。即本发明提供一种制造下式(3)所示的化合物的方法，其是使下式(I)所示的化合物与下式(2)所示的化合物，在存在或不存在酸催化剂的条件下，一边向所期望的几何异构体转化一边进行脱水缩合，从而制造下式(3)所示的化合物的方法，
O
z/p\^\^C02R1
HO
O (1 )式中，R1表示氢原子或Cp4烷基，H2N-COR2(2)式中，R2表示C1 — 4烷基、C1 — 4烷氧基、芳基、芳氧基或苄氧基，
式中，R1和R2表示与上述所定义的含义相同的含义，所述方法是在下述条件下通过加热回流来实施的，所述条件是反应中使用的有机溶剂为选自甲苯、二甲苯和氯苯中的溶剂与乙酸的混合溶剂，其混合比率是，相对于乙酸I体积，其它溶剂为3 5体积。本发明的制造方法中，所使用的有机溶剂为选自甲苯、二甲苯和氯苯中的溶剂与乙酸的混合溶剂，其混合比率是，相对于乙酸I体积，其它溶剂优选为3 5体积，更优选为4 5体积。本发明的制造方法中，更优选的是所使用的有机溶剂为甲苯与乙酸的混合溶剂，其混合比率是，相对于乙酸I体积，甲苯优选为3 5体积，更优选为4 5体积。通过在上述的条件范围内实施，不仅反应迅速地进行，而且对于作为几何异构体的混合物而生成的脱水缩合物，可以仅仅使在该混合溶剂中的溶解性更低的所期望的Z体析出。因此可以抑制由加热引起的分解，并且在溶液部促进向热力学上更稳定的Z体异构化。本发明的制造方法中，式(2)所示的化合物优选为乙酰胺、苯甲酰胺、氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸苄酯，更优选为氨基甲酸甲酯或氨基甲酸乙酯。在式(3)所示的化合物中，公开了 R2为甲基的化合物作为现有制造方法中最适合的化合物，但与该化合物相比，R2为甲氧基或乙氧基的化合物在脱水缩合反应的条件下的稳定性高，因此可以抑制作为产物的式(3)所示的化合物的分解。发明的效果通过本发明的制造方法，可以制造作为除草剂L - AMPB的制造中间体的N —取代一2—氨基一4一(羟基甲基氧膦基)一2—丁烯酸衍生物。此外本发明的制造方法中，由于一边向所期望的几何异构体异构化一边进行脱水缩合，因此与现有制造方法相比，Z体的生成比率增加，其结果在收率提高方面是优异的。因此，本发明作为制造(Z) -N-取代一 2 —氨基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸衍生物的方法是特别有用的。
具体实施例方式对式⑴ 式(3)所示的化合物中，R1、! 2所示的基团进行说明。R1所表示的C1-4烷基是指碳原子数I 4的直链或支链状的烷基，更具体而言，可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、2 —丁基、异丁基、叔丁基等。优选为甲基、乙基。R2所表示的C1-4烷基是指碳原子数I 4的直链或支链状的烷基，更具体而言，可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、2 —丁基、异丁基、叔丁基等。优选为甲基、乙基。R2所表示的C1 — 4烷氧基是指碳原子数I 4的直链或支链状的烷氧基，更具体而言，可举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、2 —丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基等。优选为甲氧基、乙氧基。所谓R2所表示的基团或基团上的芳基，可举出苯基或萘基等。所谓R2所表示的取代芳基，是指其苯环上的I个以上的氢原子、优选为I 3个氢原子被取代，作为具体的取代基，可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、2—丁基、异丁基、叔丁基等直链或支链状的C1 — 4烧基、氣、氣原子、漠原子等齒原子、甲氧基等C1 — 4烧氧基。所谓R2所表示的取代芳氧基，是指其苯环上的I个以上的氢原子、优选为I 3个 氢原子被取代，作为具体的取代基，可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、2—丁基、异丁基、叔丁基等直链或支链状的C1 — 4烧基、氣、氣原子、漠原子等齒原子、甲氧基等C1 — 4烧氧基。式(I)所示的化合物中，R1优选为氢原子或Q — 4烷基，更优选为氢原子。作为式(I)所示的化合物的具体例，可举出2 一氧代一 4 -(羟基甲基氧膦基)一丁酸、2 一氧代一 4 -(羟基甲基氧膦基)一丁酸甲酯、2 一氧代一 4 -(羟基甲基氧膦基)一丁酸乙酯，优选为2 —氧代一 4 -(羟基甲基氧膦基)一丁酸。式⑵所不的化合物中，R2优选为Cu烧基或Cu烧氧基,更优选为C1 — 4烧氧基。作为式(2)所示的化合物的具体例，可举出乙酰胺、苯甲酰胺、氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸苄酯，优选为氨基甲酸甲酯或氨基甲酸乙酯。式(3)所示的化合物中，R1优选为氢原子或Cp4烷基，更优选为氢原子。R2优选为C1 — 4烧基或C1 — 4烧氧基，更优选为C1 — 4烧氧基。作为式(3)所示的化合物的具体例，可举出(Z) — 2 一乙酰胺基一 4 —(轻基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸、(Z) - 2 一乙酰胺基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸甲酯、(Z) - 2 一乙酰胺基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸乙酯、(Z) — 2 一丙酰氨基一 4 —(轻基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸、(Z) - 2 一丙酰氨基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸甲酯、(Z) - 2 一丙酰氨基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸乙酯、(Z) — 2 一甲氧基羰基氨基一 4 —(轻基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸、(Z) - 2 —甲氧基羰基氨基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸甲酯、(Z) - 2 —甲氧基羰基氨基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸乙酯、
(Z) — 2 一乙氧基羰基氨基一 4 —(轻基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸、(Z) - 2 一乙氧基羰基氨基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸甲酯、(Z) — 2 一乙氧基羰基氨基一 4 —(轻基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸乙酯、(Z) — 2 —苯甲酰氨基一4 —(羟基甲基氧膦基)一2 —丁烯酸、(Z) - 2 一苯甲酰氨基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸甲酯、(Z) - 2 一苯甲酰氨基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸乙酯、(Z) — 2 一节氧基羰基氨基一 4 —(轻基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸、(Z) - 2 一苄氧基羰基氨基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸甲酯、
或(Z) - 2 一苄氧基羰基氨基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸乙酯，优选为(Z) —2—甲氧基羰基氨基一4—(羟基甲基氧膦基)一2—丁烯酸或(Z) — 2 一乙氧基羰基氨基一 4 —(轻基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸。本发明的制造方法中，所使用的有机溶剂优选为选自甲苯、二甲苯和氯苯中的溶剂与乙酸的混合溶剂。更优选为甲苯与乙酸的混合溶剂。上述混合溶剂的混合比率是，相对于乙酸I体积，其它溶剂优选为3 5体积。更优选为4 5体积。通过在上述的条件范围内实施，不仅反应迅速地进行，而且对于作为几何异构体的混合物而生成的脱水缩合物，可以仅仅使在该混合溶剂中的溶解性更低的所期望的Z体析出。因此可以抑制由加热引起的分解，并且在溶液部促进向热力学上更稳定的Z体异构化。本发明的制造方法中，上述混合溶剂的使用量相对于式(I)所示的化合物的重量优选为5 20倍体积。更优选为7 10倍体积。例如，如J. Org. Chem. 1987，52，5143-5130中所记载地那样，已知通过使用酸催化剂可以使脱水缩合反应的结果所得的脱氢氨基酸衍生物的几何异构体混合物向Z体异构化。在本发明的制造方法中，也可以使N—取代一 2 —氨基一 4 一(羟基甲基氧膦基)一2一丁烯酸衍生物的几何异构体的混合物向所期望的Z体异构化。此时可以根据需要使用酸催化剂，作为所使用的酸催化剂，可举出盐酸、硫酸那样的无机酸、或甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、三氟乙酸那样的有机酸，优选为盐酸、对甲苯磺酸。上述酸催化剂的使用量相对于式(I)所示的化合物优选为O. 01 O. 5当量。更优选为O. 02 O. I当量。异构化的工序也可以与脱水缩合反应的进行同时进行，也可以在脱水缩合反应结束后另行进行。本发明的制造方法中，作为式(2)所示的化合物，可举出乙酰胺、苯甲酰胺、氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸苄酯等，更优选为氨基甲酸甲酯或氨基甲酸乙酯。上述式(2)所示的化合物的使用量相对于式(I)所示的化合物优选为I 5当量。更优选为
I.I 2. O当量。本发明的制造方法中，反应温度根据所用的溶剂的不同而不同，但在20 150°C、优选80 120°C的范围实施。通常一边分离所生成的水一边实施该反应。优选使用迪安-斯达克分水器(dean-stark trap)等分离器来实施。反应时间通常在I 10小时、优选3 7小时的范围实施。式(3)所示的化合物由于在反应液中析出，因此可以通过对其进行过滤、或对将溶剂在减压下浓缩再置换成适当的其它溶剂而得的沉淀物进行过滤来离析。实施例
接下来举出实施例具体地说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。实施例中记载的所谓Z体与E体的面积比，表示在以下所示的条件下测定HPLC时的面积比。柱野村化学Develosil 5C30-U-G 4. 6X250mm柱温度室温附近的一定温度流动相A = O. 1%磷酸水溶液，B =乙腈[表 I]
~O分钟~15分钟~15. 01-20分钟~ 20. 01-30分钟~
~ 003050 00
~O7050O流速1.OmL/m检测UV21Onm实施例I (Z) — 2 —甲氧基羰基氨基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸将氨基甲酸甲酯7. 085g、对甲苯磺酸一水合物O. 275g和由日本特开昭56 —92897号公报所记载的方法调制的2 —氧代一 4 一 (羟基甲基氧膦基)一丁酸10. OOOg添加至乙酸16mL中进行悬浮。加热溶解，添加甲苯64mL，一边剧烈地搅拌一边回流。反应液的内部温度为106 108°C。I小时30分钟后再添加甲苯8mL，继续搅拌。3小时后，通过HPLC测定确认了原料基本上消失。此时，Z体与E体的面积比为94:6。在减压下蒸馏除去约60mL的溶剂，添加乙酸20mL，在80°C搅拌I小时。缓慢冷却至室温，搅拌一晚，对所得的沉淀物进行过滤，用乙酸进行洗涤。接着，用丙酮进行洗涤，在40 50°C在减压下干燥5小时，获得标题化合物10. 625g(收率80. 7%，Z:E = 99. 6:0. 4)。mp 254-256 0CIH-NMR (D20) δ 6. 59 (dt, 1H, J=6. 8，8. 1Hz)，3. 55 (s, 3H)，2. 68 (dd, 2H, J=8. 3，18. 8Hz), I. 31 (d, 3H, J=14. 2Hz)MS (ES+) m/z 238 [M+H] +实施例2 (Z) — 2 —乙酉先胺基一4 —(轻基甲基氧膦基)—2 — 丁烯酸将乙酰胺6. 559g、对甲苯磺酸一水合物O. 275g和2 —氧代一 4 一(羟基甲基氧膦基)一丁酸10. OOOg添加至乙酸16mL中进行悬浮。加热溶解，添加甲苯72mL，一边剧烈地搅拌一边回流。反应液的内部温度为106 108°C。3小时后，通过HPLC测定确认了原料基本上消失。此时，Z体与E体的面积比为92:8。在减压下蒸馏除去约60mL的溶剂，添加乙酸20mL，在80°C搅拌30分钟。缓慢冷却至室温，搅拌一晚，对所得的沉淀物进行过滤，用乙酸进行洗涤。接着，用丙酮进行洗涤，在40 50°C在减压下干燥5小时，获得标题化合物
8.138g(收率 66. 3%, Z:E = 99. 8:0. 2)。所得的化合物的光谱数据与J. Org. Chem.，56，1783-1788(1991)记载的光谱数据一致。实施例3 (Z) — 2—甲氧基羰基氨基一 4 一(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸将氨基甲酸甲酯5.835g和2 —氧代一 4 一(羟基甲基氧膦基)一丁酸lO.OOOg添加至乙酸17mL中进行悬浮。加热溶解，添加甲苯68mL，一边剧烈地搅拌一边回流。反应液的内部温度为106 108°C。4小时后，通过HPLC测定确认了原料基本上消失。此时，Z体与E体的面积比为94:6。在减压下蒸馏除去约42mL的溶剂，添加乙酸23mL，在80°C搅拌I小时。缓慢冷却至室温，搅拌一晚，对所得的沉淀物进行过滤，用乙酸进行洗涤。接着，用丙酮进行洗涤，在40 50°C在减压下干燥5小时，获得标题化合物9. 93Ig(收率75. 4%，Z:E=99. 6:0. 4) ο
_4] 实施例4(Z) — 2—甲氧基羰基氨基一 4 一(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸将氨基甲酸甲酯5. 835g、对甲苯磺酸一水合物O. 275g和2 —氧代一 4 一(轻基甲基氧膦基)一丁酸10. OOOg添加至乙酸16mL中进行悬浮。加热溶解,添加氯苯80mL,—边剧烈地搅拌一边回流。在微减压下，一边将反应液的内部温度维持在106 110°C，一边取出适当留液，添加取出部分的体积的氯苯。2小时后，通过HPLC测定确认了原料基本上消失。此时，Z体与E体的面积比为93:7。在减压下蒸馏除去约50mL的溶剂，添加乙酸20mL，在80°C搅拌I小时。缓慢冷却至室温，搅拌一晚，对所得的沉淀物进行过滤，用乙酸进行洗 涤。接着，用丙酮进行洗涤，在40 50°C在减压下干燥6小时，获得标题化合物9. 505g (收率 72. 2%, Z:E = 99. 5:0. 5)。实施例5 (Z) 一 2—甲氧基羰基氨基一 4 一(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸将氨基甲酸甲酯67. 56g、对甲苯磺酸一水合物2. 97g和2 —氧代一 4 一(轻基甲基氧膦基)一丁酸108. 06g添加至乙酸160mL中进行悬浮。加热溶解,添加甲苯800mL,—边剧烈地搅拌一边回流。通过与实施例I同样的操作，获得标题化合物102. 28g(收率71. 9%，Z:E = 99. 8:0. 2) ο比较例I(Z) — 2 —甲氧基羰基氨基一 4 -(羟基甲基氧膦基)一 2 —丁烯酸将氨基甲酸甲酯16. 673g、对甲苯磺酸一水合物O. 549g和2 —氧代一 4 一(轻基甲基氧膦基)一丁酸20. OOOg添加至乙酸56mL中进行悬浮。加热溶解,添加甲苯112mL, —边剧烈地搅拌一边回流。反应液的内部温度为106 108°C。6小时后，通过HPLC测定确认了原料基本上消失。此时，Z体与E体的面积比为81:19。对析出的沉淀物进行过滤，用乙酸进行洗涤。接着，用丙酮进行洗涤，在40 50°C在减压下干燥5小时，获得标题化合物
14.966g(收率 56. 8%, Z:E = 99. 7:0. 3)。在本发明的全部公开(包含权利要求和附图
)的范围内，能够基于其基本技术思想进一步进行实施例或实施例的变更、调整。此外，在本发明的权利要求的范围内能够进行各种公开要素的多种组合或选择。即，本发明当然包括包含权利要求和附图的全部公开、本领域技术人员根据技术思想能够实现的各种变形、修正。另外，应当理解本申请中的优先权主张的效果基于巴黎公约的规定，应当基于作为专门优先权主张的基础的上述申请(日本特愿2010 - 136373号)的记载事项来判断。
权利要求
1.一种制造下式(3)所示的化合物的方法，其是使下式(I)所示的化合物与下式(2)所示的化合物，在存在或不存在酸催化剂的条件下，一边向所期望的几何异构体转化一边进行脱水缩合，从而制造下式(3)所示的化合物的方法， 式中，R1表不氢原子或C1 — 4烧基， H2N-COR2 (2) 式中，R2表示Cy烷基、C1 — 4烷氧基、芳基、芳氧基或苄氧基， OI, V%%JMHCORi(3) 式中，R1和R2表示与上述所定义的含义相同的含义， 所述方法是在下述条件下通过加热回流来实施的，所述条件是反应中使用的有机溶剂为乙酸与选自甲苯、二甲苯和氯苯中的溶剂的混合溶剂，其混合比率是，相对于乙酸I体积，其它溶剂为3 5体积。
2.根据权利要求I所述的方法，反应中使用的有机溶剂为乙酸与甲苯的混合溶剂。
3.根据权利要求I所述的方法，反应中使用的有机溶剂为乙酸与甲苯的混合溶剂，其混合比率是，相对于乙酸I体积，甲苯为4 5体积。
4.根据权利要求I 3的任一项所述的方法，R2为甲氧基或乙氧基。
5.权利要求I所述的式(3)的化合物，其为(Z)- 2 —甲氧基羰基氨基一 4 一(羟基甲基氧膦基)—2 —丁烯酸或(Z) — 2 —乙氧基羰基氨基一 4 —(轻基甲基氧膦基)—2一丁烯酸。
全文摘要
本发明提供高效地制造(Z)－N－取代－2－氨基－4－(羟基甲基氧膦基)－2－丁烯酸衍生物的方法。提供了通过使下式(1)所示的化合物与下式(2)所示的化合物在存在或不存在酸催化剂的条件下进行脱水缩合，来制造(Z)－N－取代－2－氨基－4－(羟基甲基氧膦基)－2－丁烯酸衍生物的方法，所述方法是在下述条件下通过加热回流来实施的，所述条件是反应中使用的有机溶剂为乙酸与选自甲苯、二甲苯和氯苯中的溶剂的混合溶剂，其混合比率是，相对于乙酸1体积，其它溶剂为3～5体积。，式中，R1表示氢原子、C1－4烷基]H2N——COR2(2)；式中，R2表示C1-4烷基、C1－4烷氧基、芳基、芳氧基或苄氧基。
文档编号C07F9/30GK102822184SQ20118000885
公开日2012年12月12日 申请日期2011年6月14日 优先权日2010年6月15日
发明者安藤孝, 箕轮宣人, 三富正明 申请人:明治制果药业株式会社