本发明涉及1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-甲酰胺的制备方法。
背景技术：
式(i)的化合物1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-甲酰胺为用于制备尤其是除草剂如甲基二磺隆的重要中间体。
cn103333120描述了经由中间体1,2-苯并异噻唑-6-甲酰胺,2,3-二氢-3-氧代-1,1-二氧化物由对甲苯甲酸制备甲基二磺隆的方法。在氧化步骤中使用危险试剂铬酸盐。
cn104610167描述了一种制备甲基二磺隆的方法，该方法包括在存在还原催化剂的条件下还原6-硝基精糖以获得6-氨基糖精以及对6-氨基糖精进行重氮化以获得6-异亚硝基甲基(6-isonitrosomethyl)的步骤。
cn103755603描述了通过以下步骤制备甲基-2-氨磺酰基-4-(甲基磺酰氨基甲基)苯甲酸酯：在(-10)-0℃下使对-(甲基磺酰氨基甲基)甲苯与氯磺化剂(氯磺酸)反应，并在室温下于氨水中进行氨解反应，以获得2-氨磺酰基-4-(甲基磺酰氨基甲基)甲苯；(2)将其在(-4)-(-2)℃下在浓硫酸中用重铬酸钾氧化，以获得5-(甲基磺酰氨基甲基)糖精；以及(3)将其溶于甲醇，加入浓硫酸，进行醇解反应。
基于上述方法的缺点，迫切需要一种改进的生产式(i)的化合物的方法，该方法适用于工业用途、高效率、低成本、对环境无害，并在较短的反应时间内提供高收率，从而克服了现有技术的不足。本发明提供了这样的方法。
因此，本发明的目的是提供克服已知技术的缺点的方法。
技术实现要素：
根据一方面，本发明提供了式(i)的1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-甲酰胺或其盐的制备方法，
其通过以下步骤进行：
在氧化剂的存在下氧化式(ii)的2,5-二甲基-苯磺酰胺或其盐，
以获得式(iii)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸或其盐；
(b)转化形成的式(iii)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸以获得式(iv)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸衍生物或其盐；
(c)使所得的式(iv)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸衍生物与氨(nh3)或含铵盐(ammoniumcontaining-salt)反应，其中r代表or'或cl；并且r'代表支链或非支链的c1-c12烷基。
根据一个实施方案，氧化剂可选自氧气、空气、臭氧、过氧化氢、无机过氧化物、硝酸、硝酸盐化合物、硫酸、过氧二硫酸、过氧单硫酸、亚氯酸盐化合物、氯酸盐化合物、高氯酸盐化合物、次氯酸钠、次氯酸钙、高锰酸钾、铬酸盐化合物和重铬酸盐化合物。根据一个实施方案，氧化可以在催化剂的存在下进行。催化剂可以选自双(联吡啶)二氯化镍(ii)和双(联吡啶)镍(ii)盐酸盐(bis(bipyridine)nickel(ii)hydrochloride)。
根据另一个实施方案，式(i)的化合物、式(ii)的化合物、式(iii)的化合物和式(iv)的化合物中的至少一种为盐的形式，所述盐选自铵盐、钠盐、钾盐、钙盐和镁盐。转化可以在(i)亚硫酰氯、草酰氯、光气、三光气中的一种，和(ii)具有式r'oh的醇的存在下进行，其中r'表示支链或非支链的c1-c12烷基。在另一个实施方案中，转化在选自硫酸、盐酸、硝酸、氢碘酸和对甲苯磺酸的酸，以及具有式r'oh的醇的存在下进行，其中r'表示支链或非支链c1-c12烷基。在另一个实施方案中，转化可以在亚硫酰氯、草酰氯、光气和三光气中的一种的存在下进行。
含铵盐可以选自氢氧化铵、氯化铵、溴化铵、硫酸铵、乙酸铵、氯酸铵、碳酸铵、氟化铵、碳酸氢铵、碘化铵、磷酸氢钠铵、亚硝酸铵、硝酸铵、磷酸铵、硫化铵和氨(nh3)。
根据另一个实施方案，式(iv)的化合物与氨或含铵盐的摩尔比可以为1:2至1:50。所得的式(i)的化合物可以以至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、或至少99％的纯度存在。
根据另一个实施方案，式(ii)的化合物可以通过式(v)的2,5-二甲基-苯磺酸的氯化，
以及随后的所得的式(vi)的2,5-二甲基-苯磺酰氯的胺化制得
氯化可以在氯化剂的存在下进行，氯化剂选自：三氯氧磷、亚硫酰氯、光气、硫酰氯、五氯化磷、三光气、双光气和草酰氯。胺化可以在胺化剂的存在下进行，胺化剂选自：氢氧化铵、氯化铵、溴化铵、硫酸铵、乙酸铵、氯酸铵、碳酸铵、氟化铵、碳酸氢铵、碘化铵、磷酸氢钠铵、亚硝酸铵、硝酸铵、磷酸铵、硫化铵和氨(nh3)。
根据另一方面，本发明提供了式(i)的1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-甲酰胺或其盐的制备方法，
其通过以下步骤进行：
氯化式(v)的2,5-二甲基-苯磺酸
(b)胺化所得的式(vi)的2,5-二甲基-苯磺酰氯
(c)在氧化剂的存在下氧化所得的式(ii)的2,5-二甲基-苯磺酰胺或其盐，
以获得式(iii)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸或其盐
(d)转化形成的式(iii)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸以获得式(iv)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸衍生物或其盐
(e)使所得的式(iv)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸衍生物与氨(nh3)或含铵盐反应，其中r代表or'或cl；r'代表支链或非支链的c1-c12烷基。
根据一个实施方案，氧化剂可选自氧气、空气、臭氧、过氧化氢、无机过氧化物、硝酸、硝酸盐化合物、硫酸、过氧二硫酸、过氧单硫酸、亚氯酸盐化合物、氯酸盐化合物、高氯酸盐化合物、次氯酸钠、次氯酸钙、高锰酸钾、铬酸盐化合物和重铬酸盐化合物。
根据一个实施方案，氧化可以在催化剂的存在下进行。催化剂可以选自双(联吡啶)二氯化镍(ii)和双(联吡啶)镍(ii)盐酸盐。
根据另一个实施方案，式(i)的化合物、式(ii)的化合物、式(iii)的化合物和式(iv)的化合物中的至少一种为盐的形式，所述盐选自铵盐、钠盐、钾盐、钙盐和镁盐。转化可以在(i)亚硫酰氯、草酰氯、光气、三光气中的一种，和(ii)具有式r'oh的醇的存在下进行，其中r'表示支链或非支链的c1-c12烷基。在另一个实施方案中，转化在选自硫酸、盐酸、硝酸、氢碘酸和对甲苯磺酸的酸，和具有式r'oh的醇的存在下进行，其中r'表示支链或非支链c1-c12烷基。在另一个实施方案中，转化可以在亚硫酰氯、草酰氯、光气和三光气中的一种的存在下进行。
含铵盐可以选自氢氧化铵、氯化铵、溴化铵、硫酸铵、乙酸铵、氯酸铵、碳酸铵、氟化铵、碳酸氢铵、碘化铵、磷酸氢钠铵、亚硝酸铵、硝酸铵、磷酸铵、硫化铵和氨(nh3)。
根据另一个实施方案，式(iv)的化合物与氨或含铵盐的摩尔比可以为1:2至1:50。所得的式(i)的化合物可以以至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、或至少99％的纯度存在。
根据另一个实施方案，氯化可以在氯化剂的存在下进行，氯化剂选自：三氯氧磷、亚硫酰氯、光气、硫酰氯、五氯化磷、三光气、双光气和草酰氯。胺化可以在胺化剂的存在下进行，胺化剂选自：氢氧化铵、氯化铵、溴化铵、硫酸铵、乙酸铵、氯酸铵、碳酸铵、氟化铵、碳酸氢铵、碘化铵、磷酸氢钠铵、亚硝酸铵、硝酸铵、磷酸铵、硫化铵和氨(nh3)。
在一个实施方案中，本文所述的方法可用于生产甲基二磺隆。
在另一个实施方案中，本发明涉及根据本文公开的方法制备的式(i)的化合物在制备甲基二磺隆中的用途。
具体实施方式
定义
在详细阐述本发明之前，提供本文使用的某些术语的定义是有帮助的。除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同的含义。
除非另有特别说明，否则这里使用的术语“一种”或“一个”包括单数和复数。因此，术语“一种”、“一个”或“至少一个”可以在本申请中互换使用。
在整个申请中，对各实施方案的描述使用术语“包括”；然而，本领域技术人员将理解，在一些特定情况下，可以替代地使用语言“基本上由...组成”或“由......组成”来描述实施方案。
为了更好地理解本教导而不以任何方式限制教导的范围，除非另有说明，否则在说明书和权利要求书中使用的所有表示数量、百分比或比例的数字以及其他数值应被理解为是在所有情况下用术语“约”修饰。因此，除非有相反指示，否则在下面的说明书和所附权利要求书中提出的数值参数为近似值，其可以根据试图获得的期望的性质而变化。至少，应该根据记载的有效位的数字通过应用普通舍入技术来解释每个数值参数。就这一点而言，本文使用的术语“约”具体包括范围中所示值±10％。另外，涉及本文相同组分或性质的所有范围的端点包括端点，可独立组合，并且包括所有中间点和范围。
1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-甲酰胺的制备方法
本发明提供了式(i)的1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-甲酰胺或其盐的制备方法，
其中该方法包括
(a)在氧化剂的存在下氧化式(ii)的2,5-二甲基-苯磺酰胺或其盐，
以得到式(iii)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸或其盐；
(b)转化形成的式(iii)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸以得到式(iv)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸衍生物或其盐；
(c)使所得的式(iv)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸衍生物与氨(nh3)或含铵盐反应，其中r代表or'或cl；r'表示支链或非支链的c1-c12烷基。在优选的实施方案中，r'可以定义为甲基或乙基。
在另一个实施方案中，本发明提供了式(i)的1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-甲酰胺或其盐的制备方法，
其中该方法包括
(a)氯化式(v)的2,5-二甲基-苯磺酸；
(b)胺化所得的式(vi)的2,5-二甲基-苯磺酰氯；
(c)在氧化剂的存在下氧化式(ii)的2,5-二甲基-苯磺酰胺或其盐，
以得到式(iii)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸或其盐；
(d)转化形成的式(iii)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸以得到式(iv)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸衍生物或其盐；
(e)使所得的式(iv)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸衍生物与氨(nh3)或含铵盐反应，其中r代表or'或cl；r'表示支链或非支链的c1-c12烷基。在优选的实施方案中，r'可以定义为甲基或乙基。
随后将所得的式(iv)的化合物与氨(nh3)或含铵盐反应以形成式(i)的化合物。根据一个实施方案，式(iv)的化合物在其与氨或含铵盐反应之前被分离。根据另一个实施方案，式(iv)的化合物在其与氨或含铵盐反应之前未被分离。
在本发明方法的一个实施方案中，氧化剂选自但不限于：氧气、空气、臭氧、过氧化氢、无机过氧化物、硝酸、硝酸盐化合物、硫酸、过氧二硫酸、过氧单硫酸、亚氯酸盐化合物、氯酸盐化合物、高氯酸盐化合物、次氯酸钠、次氯酸钙、高锰酸钾、铬酸盐化合物和重铬酸盐化合物。在一个具体实例中，氧化剂是次氯酸钠。
在一个实施方案中，为了获得式(iii)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸，式(ii)的2,5-二甲基-苯磺酰胺的氧化在催化剂的存在下进行，催化剂选自但不限于：双(联吡啶)二氯化镍(ii)和双(联吡啶)镍(ii)盐酸盐。在一个具体的实施方案中，催化剂可以为(联吡啶)镍(ii)盐酸盐。
本方法的优点在于不需要使用诸如铬酸盐的有害试剂。此外，本方法提供了更短的反应时间。此外，与现有技术已知的方法相比，该方法高效地提供更高的1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-甲酰胺的收率和纯度，从而获得更高的最终产物收率和纯度。
根据一个实施方案，为了获得式(iii)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸而进行的式(ii)的2,5-二甲基-苯磺酰胺的氧化还产生式(vii)的1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-羧酸。
在一些实施方案中，1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-羧酸可以以高达50％的量产生。尽管1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-羧酸不是所需的氧化反应产物，但是将该化合物用于生产甲基二磺隆的其他步骤中是有利的。根据一个实施方案，1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-羧酸可以进行如上所述的转化步骤以产生式(iv)的化合物。根据另一个实施方案，1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-羧酸可以与五氯化磷在甲苯中反应，并随后与氨或含铵盐反应以形成式(i)的化合物。
在本发明方法的一个实施方案中，式(iv)的化合物与氨或含铵盐的摩尔比为约1:2至约1:100。在另一个实施方案中，式(iv)的化合物与氨或含铵盐的摩尔比为约1:2至约1:50。在又一个实施方案中，式(iv)的化合物与氨或含铵盐的摩尔比为约1:2至约1:30。在另一个实施方案中，式(iv)的化合物与氨或含铵盐的摩尔比为约1:2至约1:20。在一个具体的实施方案中，式(iv)的化合物与氨或含铵盐之间的摩尔比为约1:10。
在本发明方法的一个实施方案中，催化剂与式(ii)的化合物之间的摩尔比为约1:2至约1:100。在另一个实施方案中，催化剂与式(ii)的化合物之间的摩尔比为约1:2至约1:50。在又一个实施方案中，催化剂与式(ii)的化合物之间的摩尔比为约1:2至约1:25。在另一个实施方案中，催化剂与式(ii)的化合物之间的摩尔比为约1:2至约1:15。在一个具体实施方案中，催化剂与式(ii)的化合物之间的摩尔比约为1:10。
在本发明方法的一个实施方案中，式(i)的化合物、式(ii)的化合物、式(iii)的化合物和式(iv)的化合物为盐的形式。盐的实例可以包括但不限于铵盐、钠盐、钾盐、钙盐和镁盐。
根据一个实施方案，转化步骤为酯化步骤，并且在(i)亚硫酰氯、草酰氯、光气、三光气中的一种，和(ii)具有式r'oh的醇的存在下进行，其中r'代表支链或非支链的c1-c12烷基。在另一个实施方案中，酯化在选自硫酸、盐酸、硝酸、氢碘酸和对甲苯磺酸的酸，以及具有式r'oh的醇的存在下进行，其中r'表示支链或非支链的c1-c12烷基。在优选的实施方案中，酯化在甲醇或乙醇中在硫酸的存在下进行。
根据另一个实施方案，转化在亚硫酰氯、草酰氯、光气和三光气中的一种的存在下进行。
在本发明方法的一个实施方案中，含铵盐选自但不限于：氢氧化铵、氯化铵、溴化铵、硫酸铵、乙酸铵、氯酸铵、碳酸铵、氟化铵、碳酸氢铵、碘化铵、磷酸氢钠铵、亚硝酸铵、硝酸铵、磷酸铵、硫化铵和氨气。在具体实施例中，式(iv)的2-氨磺酰基-对苯二甲酸衍生物与氢氧化铵反应形成式(i)的1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-甲酰胺。
在一个实施方案中，由式(iv)的化合物形成式(i)的化合物的反应最初在约20℃至约100℃、优选约25℃至约80℃、更优选约50℃至约70℃的温度下进行，随后冷却至约1℃至约25℃、优选约3℃至约20℃、更优选约5℃c至约10℃的温度。在一个优选的实施方案中，反应在约55℃至约60℃的初始温度下进行，随后冷却至约5℃至约10℃的温度。
在一个实施方案中，由式(ii)的化合物形成式(iii)的化合物的氧化反应在约20℃至约100℃、优选约30℃至约70℃、更优选约30℃至约50℃的温度下进行。在一个优选的实施方案中，反应在约35℃至约40℃的温度下进行。
根据一个实施方案，所得的式(i)的化合物以至少80％、至少85％、至少88％、至少89％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、或至少99％的纯度存在。
在另一个实施方案中，本发明提供了式(ii)的2,5-二甲基-苯磺酰胺的制备方法，其中该方法包括式(v)的2,5-二甲基-苯磺酸的氯化，
以及随后的所得的式(vi)的2,5-二甲基-苯磺酰氯的胺化；
式(v)的2,5-二甲基-苯磺酸可以通过已知的方法合成。jp2003-382264和jp2010-247881描述了由对二甲苯获得2,5-二甲基-苯磺酸的方法。
根据一个实施方案，氯化步骤在氯化剂的存在下进行，氯化剂选自但不限于：三氯氧磷、亚硫酰氯、光气、硫酰氯、五氯化磷、三光气、双光气和草酰氯。在具体的实施例中，氯化剂为亚硫酰氯。
根据一个实施方案，胺化步骤在胺化剂的存在下进行，胺化剂选自但不限于：氢氧化铵、氯化铵、溴化铵、硫酸铵、乙酸铵、氯酸铵、碳酸铵、氟化铵、碳酸氢铵、碘化铵、磷酸氢钠铵、亚硝酸铵、硝酸铵、磷酸铵、硫化铵和氨(nh3)。在具体的实施例中，胺化剂为氢氧化铵。
如cn103333120中所述，式(i)的化合物是重要的中间体并且可以用于甲基二磺隆的制备，该文献通过引用整体并入本文。
在本发明的另一方面，提供了一种甲基二磺隆的制备方法，其包括：
a)如本文所述制备式(i)的化合物；
b)提供用于制备甲基二磺隆的反应条件。
根据一个实施方案，步骤(b)中的反应条件包括但不限于氧化、还原、开环、磺酰化和偶联以获得甲基二磺隆。
可以使用任何合适的方法来监测反应的进程，可以包括例如色谱法，例如高效液相色谱法(hplc)、薄层色谱法(tlc)等。
在另一个实施方案中，可以通过本领域公知的任何常规技术将式(i)的化合物从反应混合物中分离。这种分离技术可以选自但不限于：浓缩、萃取、沉淀、冷却、过滤、结晶、离心和它们的组合，然后干燥。
在另一个实施方案中，式(i)的化合物可以任选地通过本领域公知的任何常规技术纯化。这种纯化技术可以选自但不限于：沉淀、结晶、萃取、浆化、在合适的溶剂中洗涤、通过填充床柱过滤、溶解在合适的溶剂中、通过加入第二溶剂进行再沉淀(化合物在第二溶剂中不溶)以及它们的组合。
以下实施例说明了一些实施方案中本发明主题的实施，但不应被解释为限制本发明的范围。考虑到说明书和实施例，其他实施方案对于本领域技术人员将是显而易见的。包括实施例在内的说明书的意图是被认为仅是示例性的，而不限制本发明的范围和精神。
实施例1
用于制备式(i)的1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-甲酰胺的示例性实验步骤描述如下：
步骤1：2,5-二甲基-苯磺酰胺(化合物(ii))的制备
将200g(0.9摩尔)2,5-二甲基-苯磺酸(化合物v)和428.7克(3.603摩尔)亚硫酰氯加入至圆底烧瓶中，并在室温下搅拌10分钟。将反应混合物加热至75℃并搅拌5小时，直至无起始化合物存在。将包含2,5-二甲基-苯磺酰氯(化合物vi)的反应混合物冷却至45℃，并真空蒸馏除去过量的亚硫酰氯，以获得棕色油状物。将油状物滴加到472ml(5.55摩尔)28％氨(氢氧化铵)溶液中，并在室温下搅拌6小时。过滤出固体2,5-二甲基-苯磺酰胺(化合物ii)并用1000ml水洗涤。将滤饼在60℃下干燥。
2,5-二甲基-苯磺酰胺的收率：152g(92％)。
步骤2：2-氨磺酰基-对苯二甲酸(化合物(iii))的制备
将40ml(10.8毫摩尔)ni(bipy)cl2溶液和127ml(21.6毫摩尔)次氯酸钠加入圆底烧瓶中。将混合物在25-30℃下搅拌30分钟直至形成黑色沉淀。在25-30℃下加入20g(108毫摩尔)2,5-二甲基-苯磺酰胺(化合物ii)，并将反应混合物搅拌15分钟。在35-40℃下滴加507ml(1.08摩尔)127g/l次氯酸钠溶液，并在搅拌下反应4小时。通过hplc监测反应进程，直至2,5-二甲基-苯磺酰胺(化合物ii)以小于1％的浓度存在。滴加80ml38％的hcl直至ph为高酸性(ph＝1-2)，并观察到气体析出。然后，在20-50℃下分批加入80g(420.8毫摩尔)焦亚硫酸钠，直至在碘化淀粉纸上观察不到显色。将反应物质冷却至25-30℃，并在25℃下搅拌1小时。过滤出形成的固体，在室温下用20ml水洗涤并在55-60℃下真空干燥。
收率：19.99g(75.53％)。观察到两种主要产物，即2-氨磺酰基对苯二甲酸(式iii)(73.63％)和1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-羧酸(式vii)(24.76％)。
步骤3：2-氨磺酰基-对苯二甲酸二甲酯(化合物(iv)r＝och3)的制备
在室温下将125g(510.2毫摩尔)2-氨磺酰基-对苯二甲酸(化合物iii)加入到375ml甲醇中。缓慢加入50g(510.2毫摩尔)硫酸，并将反应混合物在回流下加热至65℃持续18-24小时。将反应混合物冷却至5-10℃并搅拌30分钟。过滤出形成的固体并用60ml的冷甲醇洗涤，并在50-55℃下真空干燥。
2-氨磺酰基-对苯二甲酸二甲酯的收率：117.79g(82.4％)。
步骤4：1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-甲酰胺(化合物(i))的制备
将110g(402.8毫摩尔)2-氨磺酰基-对苯二甲酸二甲酯(化合物iv)加入至550ml(3.146摩尔)20％氢氧化铵，并将混合物加热至55-60℃持续4-6小时。将反应混合物冷却至5-10℃并在此温度下搅拌30分钟。过滤出固体，用55ml冷却的20％氢氧化铵洗涤并在45-50℃下干燥。
1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-甲酰胺的纯度：>97％。
1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-甲酰胺的收率：84.9g(82.5％)。
如上述实施例所示，使用上文所述方法可以制备高收率的1,1,3-三氧代-1,2-苯并噻唑-6-甲酰胺。结果表明反应效率高。
虽然已经参考其优选实施方案示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其做出许多替代、修改和变化。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求的精神和宽范围内的所有这些替代、修改和变化。
本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用整体并入本说明书中，其程度如同具体单独地指出将每个单独的出版物、专利或专利申请通过引用并入本文。