Способ получения производных [ 1,4,5 ] оксадиазепина

006511 Настоящее изобретение относится к новому способу получения [1,4,5]оксадиазепинов и к их применению в качестве промежуточных продуктов при приготовлении гербицидов тетрагидропиразолдионового типа. В соответствии с PL 123646 и SU 784264 [1,4,5]оксадиазепины получают реакцией разных N,N'диацилированных гидразинов с 2,2'-дихлорэтиловым эфиром в ДМФА в качестве растворителя. В настоящее время установлено, что получение производных [1,4,5]оксадиазепина можно значительно усовершенствовать в отношении выхода и чистоты, если реакцию N,N'-диацилгидразинов с получением соответствующих 4,5-диацил[1,4,5]оксадиазепинов и последующую их реакцию с получением[1,4,5]оксадиазепинов проводить в определенных органических полярных растворителях. Соответственно, объектом настоящего изобретения является способ получения производных[1,4,5]оксадиазепина (1) взаимодействием N,N'-диацилгидразина с 2,2'-дизамещенным диэтиловым эфиром в полярном растворителе в присутствии основания и при повышенной температуре с получением соответствующего 4,5-диацил[1,4,5]оксадиазепина и (2) необязательным взаимодействием этого полученного соединения с галоидводородной кислотой в полярном растворителе с получением соответствующего [1,4,5]оксадиазепина при повышенной температуре, где на реакционной стадии (1) используют растворитель, выбранный из группы, включающей диметилсульфоксид (ДМСО), сульфолана, Nметилпирролидон (N-МП) и диметилацетамид (ДМА), а на реакционной стадии (2) используют высококипящий полярный растворитель. Предпочтительные N,N'-диацилгидразины соответствуют формуле IR1-CO-NH-NH-CO-R2 (I),в которой каждый из R1 и R2 независимо друг от друга обозначает водородный атом, С 1-С 5 алкил, галоС 1 С 5 алкил, С 2-С 5 алкенил, С 2-С 5 алкинил, фенил, алкилфенил, галофенил, алкоксифенил, бензил, алкилбензил, галобензил или алкоксибензил или R1 и R2 совместно обозначают С 1-С 4 алкен, 1,2-фенилен или 1,8 нафтилен. Предпочтительные 2,2'-дизамещенные диэтиловые эфиры соответствуют формуле IIR3-CH2CHR5-O-CHR6CH2-R4 (II),в которой каждый из R3 и R4 независимо друг от друга обозначает атом галогена или радикал формулы-OS(O)2R7, в которой R7 обозначает C1-С 5 алкил, галоС 1-С 5 алкил, фенил, алкилфенил или галофенил, а каждый из R5 и R6 независимо друг от друга обозначает водородный атом, С 1-С 5 алкил, С 2 С 5 алкоксиалкил, фенил, алкилфенил, алкоксифенил или галофенил. Основания, приемлемые для использования на реакционной стадии (1), представляют собой преимущественно гидроксиды, карбонаты и алкоголяты щелочных и щелочноземельных металлов, преимущественно гидроксид калия и карбонат калия, а также смеси таких оснований, преимущественно гидроксида калия и карбоната калия. Предпочтительными галоидводородными кислотами являются хлорид водорода и бромид водорода. Растворители для применения на реакционной стадии (1) включают ДМСО [(CH3)2SO], сульфолан[(CH2)4SO2], N-МП [(CH2)3CONCH3], ДМА [СН 3 СОN(СН 3)2] и их смеси, причем предпочтение отдают NМП, а преимущественно ДМСО. На реакционной стадии (2) в предпочтительном варианте используют спирты, температура кипения которых превышает 100 С, например н-бутанол, н-пентанол, циклогексанол, фенол, бензиловый спирт, а преимущественно гликоль, диэтиленгликоль, глицерин и С 1 С 4 алкоксиС 1-С 4 спирты, такие как метоксиизопропанол и этоксиэтанол. Алкильные радикалы, появляющиеся в определениях заместителей соединений формул I и II, содержат от 1 до 5 углеродных атомов и представляют собой, например, метил, этил, пропил, бутил и фенил, а также их разветвленные изомеры. Алкоксирадикалы дериватизируют из упомянутых алкильных радикалов. Каждый из алкенильных и алкинильных радикалов содержит от 2 до 5 углеродных атомов и они представляют собой, например, этенил, пропенил, этинил, пропинил и их разветвленные изомеры, а также бутенил, бутинил, пентенил, пентинил и их разветвленные и динезамещенные изомеры. Фенильные радикалы могут быть, кроме того, замещенными алкилом или алкокси, причем каждый из них может содержать, например, от 1 до 4 углеродных атомов, которые в предпочтительном варианте находятся в орто- или мета- или в орто- и параположениях. Предпочтительным атомом галогена является атом фтора,хлора или брома. Понятие "повышенная температура" обозначает преимущественно температурный интервал от 30 до 150 С. Особенно целесообразно вести процесс в интервале от 60 до 100 С на реакционной стадии (1) и в интервале от 30 до 60 С на реакционной стадии (2).N,N'-диацилгидразины, используемые в соответствии с изобретением в качестве исходных материалов, известны и могут быть получены известным путем, например так, как изложено в PL-B 123646. В предпочтительном варианте на реакционной стадии (1) используют от 1,5 до 4 экв. 2,2'-дизамещенного диэтилового эфира в пересчете на N,N'-диацилгидразин. 4,5-диацил[1,4,5]оксадиазепины, образующиеся на этой реакционной стадии, могут быть выделены преимущественно осаждением из спиртов, таких как метанол, этанол, пропанол, изопропанол, метокси-1 006511 изопропанол и этоксиизопропанол. Обычно их получают с выходом от 40 до 76% и чистотой выше 95%. Однако эти промежуточные продукты нет необходимости выделять, их можно вводить непосредственно на следующую стадию с заменой растворителя реакционной стадии (1) растворителем реакционной стадии (2). Существует возможность дополнительно усовершенствовать реакционную стадию (1) в смысле выхода добавлением иодида калия, краун-эфира, например 18-краун-6, и межфазного катализатора, например бензилтриэтиламмонийхлорида, ТВАВ и Aliquats. Галоидводородные кислоты, необходимые для удаления ацильных (защитных) групп на реакционной стадии (2), можно добавлять непосредственным их введением в реакционную смесь. Однако их можно также получать in situ, например проведением реакции галоидангидридов кислот, таких как ацетилхлорид, со спиртами, присутствующими в качестве растворителя. В предпочтительном варианте используют от 2 до 5 экв. галоидводородной кислоты в пересчете на 4,5-диацил[1,4,5]оксадиазепин. Выход выделяемых [1,4,5]оксадиазепиновых солей обычно составляет от 80 до 95%, а на обеих реакционных стадиях - от 60 до 70%. Чистота этих солей обычно составляет примерно 90%. Синтез [1,4,5]оксадиазепиновых производных обычно проводят введением N,N'-диацилгидразина в полярный растворитель, а затем добавлением избытка основания. Далее при повышенной температуре добавляют 2,2'-дизамещенного диэтилового эфира, необязательно в избытке, и реакционную смесь выдерживают при этой температуре в течение примерно от 2 до 4 ч. Смесь охлаждают до комнатной температуры и фильтруют и из фильтрата концентрированием за счет выпаривания выделяют 4,5 диацил[1,4,5]оксадиазепин. Затем это соединение растворяют или суспендируют в высококипящем спирте. После этого в раствор или суспензию при температуре примерно 50 С необязательно в избытке вводят галоидводородную кислоту. Далее реакционную смесь выдерживают при этой температуре в течение последующих от 12 до 14 ч, дегазируют, охлаждают и фильтруют и остаток промывают, получая галоидводородную соль [1,4,5]оксадиазепина. Способ в соответствии с изобретением можно осуществлять непрерывно или по периодическому принципу (не непрерывно), причем предпочтительно проведение периодического процесса. Как периодический реакционный процесс, так и непрерывный реакционный процесс проводят преимущественно в сосуде с мешалкой или в каскаде сосудов с мешалкой. Способ в соответствии с изобретением обладает следующими преимуществами в сравнении с ранее известными способами: его можно осуществлять в промышленном масштабе,его можно осуществлять в многоцелевой установке,при его осуществлении получают как промежуточные, так и конечные продукты более высокой чистоты,при его осуществлении как промежуточные, так и конечные продукты получают с более высоким выходом,при его осуществлении нет необходимости выделять промежуточные продукты,его осуществление возможно при сравнительно низких реакционных температурах, в особенности на реакционной стадии (1). Производные [1,4,5]оксадиазепина, получаемые в соответствии с изобретением, используют преимущественно в качестве промежуточных продуктов при получении гербицидов тетрагидропиразолдионового типа, которые описаны, например, в WO 99/47525. Изобретение далее иллюстрируют следующие примеры. Пример 1. Получение 4,5-диацетил[1,4,5]оксадиазепина. 10,6 г тонко измельченного 85%-ного гидроксида калия вводят в раствор 9,3 г N,N'-диацетилгидразина и 141 г диметилсульфоксида таким образом, чтобы не превышать температуру 33 С. После нагревания до температуры от 80 до 85 С в реакционную смесь по каплям в течение 50 мин добавляют 23 г 2,2'-дихлордиэтилового эфира. Образовавшуюся высокотекучую суспензию выдерживают при температуре от 80 до 85 С в течение 3 ч, затем охлаждают до температуры от 20 до 25 С и фильтруют и остаток после фильтрования промывают диметилсульфоксидом. Из объединенных фильтратов концентрированием за счет выпаривания получают 11,4 г (76,0%-ный выход) 4,5-диацетил[1,4,5]оксадиазепина. Пример 2. Получение 4,5-диацетил[1,4,5]оксадиазепина. 105,6 г тонко измельченного гидроксида калия вводят в раствор 92,9 г N,N'-диацетилгидразина и 1410 г диметилсульфоксида. Когда нагревание реакционной смеси завершается, добавляют 229,9 г 2,2'дихлордиэтилового эфира, а затем вводят 221,1 г тонко измельченного карбоната калия. Реакционную смесь нагревают до 70 С и выдерживают при температуре от 70 до 75 С в течение 2 ч, затем охлаждают до температуры от 20 до 25 С и фильтруют и остаток после фильтрования промывают диметилсульфоксидом. Концентрированием объединенных фильтратов за счет выпаривания получают вещество в виде масла, к которому добавляют 157 г изопропанола. После охлаждения до -10 С проводят фильтрование и кристаллический остаток промывают изопропанолом. После сушки остатка получают 99,4 г (выход: 65,1%) 4,5-диацетил[1,4,5]оксадиазепина чистотой 97,6%.-2 006511 Пример 3. Получение [1,4,5]оксадиазепингидрохлорида. 19,7 г хлорида водорода (безводного) в течение периода от 8 до 10 ч вводят в раствор 19,1 г 4,5 диацетил[1,4,5]оксадиазепина и 70 г диэтилгликоля и затем реакционную смесь выдерживают при температуре от 43 до 45 С в течение от 10 до 12 ч. После дегазирования реакционной суспензии при температуре от 40 до 45 С при температуре 10 С проводят фильтрование и остаток промывают холодным метилацетатом. После сушки остатка получают 13,2 г (выход: 85,0%) [1,4,5]оксадиазепингидрохлорида чистотой 90,0% с приблизительно 8,5% связанного в кристаллах диэтиленгликоля. Примеры с 4 по 8. Получение 4,5-диацетил[1,4,5]оксадиазепина. 39,6 г порошка 85%-ного гидроксида калия (0,6 моля) вводят в смесь 35 г диацетилгидразина (0,3 моля) и 560 мл растворителя (см. табл. 1). Когда нагревание реакционной смеси завершается, добавляют 85,8 г 2,2-дихлордиэтилового эфира (0,6 моля), реакционную смесь нагревают до 80 С и выдерживают при температуре от 80 до 90 С в течение 5 ч. Затем смесь охлаждают до 20 С и фильтруют и остаток после фильтрования промывают растворителем. Выход приведен по содержанию указанного в заглавии соединения в объединенном фильтрате. Совершенно очевидно, что применение растворителей в соответствии с изобретением (испытания с 4 по 7) позволяет добиться более высокого выхода 4,5-диацетил[1,4,5]оксадиазепина, чем в случае N,N-диметилформамида, применение которого известно (ДМФА,сравнительное испытание 8). Таблица 1 Примеры с 9 по 13. Получение 4,5-диацетил[1,4,5]оксадиазепина. Смесь 35 г диацетилгидразина (0,3 моля), 124,4 г или 165,8 г измельченного карбоната калия (соответственно 0,9 или 1,2 моля), 85,8 г 2,2-дихлордиэтилового эфира (0,6 моля) и 560 мл растворителя (см. табл. 2) нагревают до 125 С и выдерживают при температуре от 125 до 130 С или от 80 до 90 С (в случае ДМСО) в течение 5 ч. Далее смесь охлаждают до 20 С и фильтруют и остаток после фильтрования промывают растворителем. Выход приведен по содержанию указанного в заглавии соединения в объединенном фильтрате. Таблица 2 Пример 14. Получение 1,2-(фталил)диазо-5-оксациклогептана. 39,6 г порошка 85%-ного гидроксида калия (0,6 моля) вводят в смесь 49,1 г 2,3-дигидро-1,4 фталазиндиона (0,3 моля) и 616 г диметилсульфоксида. Когда нагревание реакционной смеси завершается, добавляют 85,8 г 2,2-дихлордиэтилового эфира (0,6 моля), реакционную смесь нагревают до 80 С и выдерживают при температуре от 80 до 90 С в течение 5 ч. Затем смесь охлаждают до 20 С и фильтруют и остаток после фильтрования промывают диметилсульфоксидом. Дистилляцией из объединенных фильтратов удаляют растворитель и к оставшемуся веществу в виде масла добавляют 100 г н-пентанола,выкристаллизовывается продукт. Фильтрованием и промывкой остатка после фильтрования получают 22,5 г или 25% указанного в заглавии соединения. Пример 15. Получение 4,5-диацетил[1,4,5]оксадиазепина. Смесь 11,6 г диацетилгидразина (0,1 моля), 29,0 г измельченного карбоната калия (0,21 моля), 31,5 г 2,2-димезилдиэтилового эфира (0,12 моля) и 177 г диметилсульфоксида нагревают до 80 С и выдерживают при температуре от 80 до 85 С в течение 6 ч. Далее смесь охлаждают до 20 С и фильтруют и остаток после фильтрования промывают 50 г диметилсульфоксида. Фильтрат полностью концентрируют выпариванием и к маслянистому остатку добавляют 20 мл воды. Экстракцией три раза этилацетатом, сушкой объединенных экстрактов над сульфатом натрия, концентрированием за счет выпаривания и кристаллизацией остатка из н-пентанола получают 10,8 г или 58,4% указанного в заглавии соединения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения производных [1,4,5]оксадиазепина (1) взаимодействием N,N'-диацилгидразина с 2,2'-дизамещенным диэтиловым эфиром в полярном растворителе в присутствии основания и при повышенной температуре с получением соответствующего 4,5-диацил[1,4,5]оксадиазепина и (2) необязательным взаимодействием этого полученного соединения с галоидводородной кислотой в полярном растворителе с получением соответствующего [1,4,5]оксадиазепина при повышенной температуре, где на реакционной стадии (1) используют растворитель, выбранный из группы ДМСО, сульфолана, N-МП и ДМА, а на реакционной стадии (2) используют высококипящий полярный растворитель. 2. Применение [1,4,5]оксадиазепина, полученного по п.1, при приготовлении гербицида тетрагидропиразолдионового типа.