BRPI0621611A2

BRPI0621611A2 - processo para a preparação de fipronila, inseticida e pirazóis relacionados

Info

Publication number: BRPI0621611A2
Application number: BRPI0621611-0A
Authority: BR
Inventors: Hormusji Gharda Keki; Maganlal Malte Ashokkumar; Cherian Joseph Pulinattu; Dattatraya Parkar Sureshkumar; Vishwanath Sathe Shekhar; Dalpatram Damania Pragnesh
Original assignee: Gharda Chemicals Limited
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2011-12-13
Also published as: US7777052B2; NZ568025A; AU2006342749B2; EP2069311A1; US20090030211A1; AU2006342749A1; BRPI0621611B1; WO2007122440A1; EP2069311B1

Abstract

PROCESSO PARA A PREPARAçãO DE FIPRONILA, INSETICIDA E PIRAZóIS RELACIONADOS. A presente invenção refere-se a um processo para a preparação de 5-amino-1-fenil-3-ciano-4-trifluorometil sulfinil pirazóis como definido pela fórmula-I, em que: RI = trifluorometila ou trifluorometóxi e R2, R3 = individualmente hidrogênio, cloro ou bromo, o processo compreendendo a etapa de oxidação de um composto de Fórmula-lI, em que, RI = trifluorometila ou trifluorometóxi e R2, R3 = individualmente hidrogênio, cloro ou bromo em um meio que compreende pelo menos um agente oxidante e o ácido tricloro acético e/ou o (s) produto (s) da reação de pelo menos um agente oxidante e ácido tricloro acético e pelo menos um agente de diminuição de ponto de fusão. O pirazol preferido é Fipronil, de preferência preparado utilizando-se o peróxido de hidrogênio e o ácido dicloro acético à temperatura ambiente.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE FIPRONILA, INSETICIDA E PIRAZÓIS RE- LACIONADOS".

A presente invenção refere-se à preparação de pesticidas 5- amino-l-fenil-3-ciano-4-trifluorometil sulfinil pirazol como definidos pela fór- mula-l a seguir e, em particular, ao 5-amino-1- (2, 6-dicloro-4- trifluorometilfenil)-3-ciano-4-trifluorometil sulfinil pirazol. Este pesticida, co- nhecido como Fipronil, rotulado no Pesticide Manual, 13§ edição, verbete N9. 354, é um importante insecticida e foi inventado por Rhone Poulenc (atual- mente, BASF AG) em 1987.

O processo comercial conhecido para a fabricação deste com- posto usa substâncias químicas corrosivas e onerosas tal como o ácido tri- flúor acético. Este processo necessita um aperfeiçoamento considerável pa- ra torná-lo economicamente viável. A pesquisa por uma alternativa levou à invenção aqui descrita.

Sumário da Invenção

O objetivo principal da presente invenção é substituir, com su- cesso, o solvente ácido triflúor acético corrosivo e oneroso por um solvente alternativo econômico e facilmente disponível, porém eficaz. Embora o com- posto estruturalmente relacionado ácido tricloro acético tenha sido inicial- mente considerado como sendo inadequado porque ele não é um líquido à temperatura ambiente, foi descoberto que este composto pode ser obtido para ser um solvente eficaz no processo de fabricação proposto através do uso de um agente de diminuição de ponto de fusão compatível que não afeta adversamente o processo, tal como ácido monocloro acético, ácido dicloro acético, cloreto de metileno, dicloreto de etileno, monoclorobenzeno ou um haloalcano.

A presente invenção refere-se a um processo aperfeiçoado de oxidação de 5-amino-1-fenil-3-ciano-4-trifluorometil sulfinil pirazóis que usa um agente oxidante, de preferência peróxido de hidrogênio, em um meio que compreende o ácido tricloro acético como um substituto para o solvente áci- do triflúor acético oneroso e corrosivo usado até o presente. De modo geral, a invenção torna a fabricação comercial do im- portante inseticida Fipronil um processo mais amigável e economicamente viável.

Descrição da Invenção

A presente invenção refere-se a um processo de oxidaçãó aper-

feiçoado para preparar os pesticidas 5-amino-l-fenil-3-ciano-4-trifluorometil sulfinil pirazol como definidos pela fórmula-l a seguir.

<formula>formula see original document page 3</formula>

(Fórmula-I)

Em que, R1 = trifluorometila ou trifluorometóxi

R2, R3 = individualmente hidrogênio, cloro ou bromo cujo pro- cesso compreende a etapa de oxidação de um composto de Fórmula-II.

<formula>formula see original document page 3</formula>

(Fórmula-II)

Em que,

R1 = trifluorometila ou trifluorometóxi

R2, R3 = individualmente hidrogênio, cloro ou bromo utilizando- se um meio que compreende pelo menos um agente oxidante e o ácido tri- cloro acético e/ou o (s) produto (s) da reação de pelo menos um agente oxi- dante e ácido tricloro acético e pelo menos um agente de diminuição de pon- to de fusão. A presença de ácido tricloro acético (TFA) é desse modo torna- da desnecessária. Os agentes oxidantes preferidos são os per ácidos, os peróxidos e os persulfatos. Os mais preferidos são os peróxidos, em particu- lar o peróxido de benzoíla, o peróxido de sódio, o peróxido de terc butila e o peróxido de hidrogênio, o agente oxidante mais preferido ainda sendo o pe- róxido de hidrogênio. O peróxido de hidrogênio pode ser usado na forma de uma solução aquosa concentrada tais como aquelas que são disponíveis comercialmente.

A Patente Européia N9 295117 descreve a preparação de com- postos de Fórmula-I que usa o ácido 3-cloroperbenzóico, porém não a via de oxidação da presente invenção.

A WO 01 / 30760 descreve um processo para a oxidação de compostos de Fórmula-ll a compostos de Fórmula-I em um meio de ácido triflúor acético que usa um inibidor de corrosão como uma melhoria para re- mediar a acidez gerada devida à liberação de ácido fluorídrico (HF) durante a reação.

A oxidação dos compostos do tipo de Fórmula-ll acarreta diver- sas dificuldades, por exemplo, que a molécula precisa ser estável sob as condições de oxidação, a oxidação devia se processar até o nível desejado sem deixar os materiais de partida significativos sem reagir e a oxidação não devia produzir um nível excessivo de derivado de sulfonila. Oxidantes tais como per ácidos, peróxidos e persulfatos têm sido amplamente usados para a realização de tais reações de oxidação.

A reação de oxidação é realizada convencionalmente em solven- tes orgânicos, particularmente alifáticos hidrogenados, ácido triflúor acético. Os ácidos minerais geralmente não são úteis como um meio para a oxidação devido à instabilidade dos compostos da invenção em relação aos ácidos minerais fortes.

Foi relatado que o ácido triflúor acético é um bom meio para efe- tuar a oxidação, com boa conversão e seletividade em relação ao derivado de sulfinila com níveis mínimos de formação de derivado de sulfonila. No entanto, não foi relatado o ácido tricloro acético como um meio devido ao seu alto ponto de fusão. Descrição Detalhada da Invenção

São encontrados diversos problemas nos processos quando é usado o ácido triflúor acético (TFA) como um solvente. Um problema princi- pal é a corrosão de equipamento de metal ou de vidro devido à liberação de HF durante a reação. WO 01 / 30760 descreve como a adição de agentes inibidores de corrosão tal como o ácido bórico pode ser usada para evitar este fato. Embora isto possa ser eficaz durante a oxidação, como o TFA é uma substância química onerosa ela precisa ser recuperada para em virtude da economia do processo. O mesmo pedido de patente descreve a adição de monocloro benzeno e a destilação de TFA. Além disso, o TFA residual é esterificado usando álcool e recuperado como um éster que precisa ser con- vertido de volta a TFA. Além disso, o TFA é eliminado por destilação como um azeótropo com água e a separação de TFA puro da água requer a desti- lação com a adição de ácido sulfúrico. Isto novamente acarreta graves pro- blemas de corrosão para o equipamento usado. Em resumo, o uso de TFA torna extremamente difícil e onerosa a operação comercial do processo.

A esta pesquisa levou agora a uma solução para este problema complicado e tornou o processo simples e econômico. A procura de um substituto para o TFA levou à presente invenção com a utilização de ácido tricloro acético.

O processo da presente invenção envolve a preparação de um composto de Fórmula-I por um processo que compreende a etapa de oxida- ção de um composto de Fórmula-ll. A oxidação é realizada em um meio que compreende pelo menos um agente oxidante e o ácido tricloro acético e/ou o (s) produto (s) da reação de pelo menos um agente oxidante e ácido tricloro acético e pelo menos um agente de diminuição de ponto de fusão.

Como o ácido tricloro acético é um sólido sob as condições de oxidação, é necessário pelo menos um agente de diminuição de ponto de fusão. Os agentes de diminuição de ponto de fusão preferidos são o ácido dicloro acético, o ácido monocloro acético, o cloreto de metileno, o dicloreto de etileno, o monoclorobenzeno ou um haloalcano ou uma mistura dos mesmos. O ácido tricloro acético é comercialmente disponível aproximada- mente a um décimo do custo do ácido triflúor acético e é desprovido dos problemas de corrosão que surgem devido ao HF. O uso de inibidores de corrosão tal como o ácido bórico e os problemas de processamento conse- cutivos que eles criam são, portanto evitados. A presente invenção procura fornecer um processo industrial para a fabricação dos compostos de Fórmu- la-II particularmente Fipronil, com alto rendimento e pureza com substâncias químicas mais econômicas e menos corrosivas.

Além disso, a presente invenção procura fornecer um processo para a fabricação dos compostos de Fórmula-I, particularmente Fipronil, que use substâncias químicas que não corroam o equipamento utilizado.

Os agentes oxidantes preferidos são os per ácidos, os peróxidos e os persulfatos, com os peróxidos sendo particularmente preferidos. Os pe- róxidos preferidos são o peróxido de benzoíla, o peróxido de sódio, o peróxi- do de hidrogênio e o peróxido de terc butila. O per ácido preferido é o ácido per acético. O agente oxidante mais preferido ainda é o peróxido de hidro- gênio.

A quantidade do agente oxidante usada é suficiente para efetuar conversão ótima do composto de Fórmula-II ao composto de Fórmula-I sem produzir quantidades significativas do subproduto derivado de sulfonila. Para os peróxidos tal como o peróxido de hidrogênio este está de preferência na faixa de 1,1 a 1,7 mol e mais preferivelmente aproximadamente 1,4 mol, por mol do composto de Fórmula-II. A concentração preferida do peróxido de hidrogênio usada é de 50 até 70 % em peso como uma solução aquosa de- vido à disponibilidade comercial de tais soluções. Concentrações fora desta faixa também podem ser usadas com ajustes adequados para a concentra- ção da água.

Em uma modalidade preferida do processo, o ácido tricloro per acético, que é a espécie da reação, é formado 'in situ' por contato do peróxi- do de hidrogênio com ácido tricloro acético. Também podem ser usados ou- tros agentes oxidantes tais como peróxido de hidrogênio e terc butila e ácido per acético, porém sem vantagem especial. Para os versados na técnica, o ácido tricloro per acético pode ser pré-obtido e usado, porém não há vanta- gem especial em se agir dessa forma.

A temperatura para a reação é escolhida de modo a fornecer uma cinética razoável para a oxidação sem decomposição do produto. A reação é de preferência realizada a uma temperatura na faixa de 0°C até 50°C, mais preferivelmente na faixa de 15 até 25°C e mais preferivelmente ainda em torno de 20°C.

A quantidade de ácido tricloro acético usada devia geralmente ser suficiente para dissolver o substrato e permitir que a suspensão da mas- sa da reação seja agitada apropriadamente. Preferivelmente, 1,0 litro até 2,0 litros de ácido tricloro acético são usados por mol do composto de Fórmula- II. A composição da mistura é escolhida de modo a diminuir suficientemente o ponto de fusão do meio da reação, habitualmente até menos de 109C. Por exemplo, o agente de diminuição de ponto de fusão preferido ácido dicloro acético é um meio fraco para a oxidação e a finalidade de sua adição é ape- nas diminuir suficientemente o ponto de fusão do ácido tricloro acético para possibilitar a facilidade de processamento. 20-30 % em peso como teor de ácido dicloro acético no ácido tricloro acético é geralmente suficiente para se conseguir este objetivo. É preferível diminuir o ponto de fusão do ácido triclo- ro acético até abaixo de 10°C.

Em uma modalidade preferida do processo da presente inven- ção RI = trifluorometila e R2, R3 = cloro, o processo dos mesmos, portanto resultando na produção de 5-amino-1-(2, 6-dicloro-4-trifluorometilfenil)-3- ciano-4- trifluorometil sulfinil pirazol (Fipronil).

Os exemplos a seguir, que não são limitativos, ilustram a inven- ção:

Exemplo 1

1000 ml de uma mistura de solventes, que contém 700 ml de ácido tricloro acético e 300 ml de ácido dicloro acético, foi adicionada a um frasco e 421 g (1 g mol) de 5-amino-1-(2, 6-dicloro-4- trifluorometilfenil)-3- ciano-4-trifluorometil tio pirazol foi dissolvido na mesma. Depois de agitação durante uma hora a 209C, foram adicionados 95 g de solução de peróxido de hidrogênio (50% peso/peso), equivalente a 1,4 mol, durante um período de tempo de uma hora. Enquanto se processava a reação, o produto sólido precipitou para fora da massa da reação. A reação continuou até que a con- versão fosse maior do que 95 % como medida por HPLC. À massa da rea- ção, foram adicionados, 2 litros de água, agitados e filtrados. Os sólidos Ia- vados com água foram secos em uma estufa a 110QC, resultando em 415 g de sólidos (95 % de rendimento). Uma determinação com HPLC por um mé- todo padronizado interno demonstrou que o sólido era 92 % puro.

A parte do filtrado foi processada por destilação para recuperar o ácido tricloro acético usando um processo convencional e o ácido tricloro acético foi reciclado.

Exemplo 2

1500 g de ácido tricloro acético sólido foram adicionados a 300 ml de dicloreto de metileno. A esta solução a 209C, 421 g (1 g mol) de 5- amino-1-(2, 6-dicloro-4- trifluorometilfenil)-3-ciano-4-trifluorometil tio pirazol foram adicionados e deixados dissolver. Depois de agitação durante 1 hora a 20°C, foram adicionados 93 g de solução de peróxido de hidrogênio (50% peso/peso), equivalente a 1,36 g mol, durante um período de 2 horas. A rea- ção continuou até que a conversão fosse > 95 % usando um processo da área de HPLC. O excesso de peróxido de hidrogênio foi destruído usando Na2SO3 e o solvente dicloreto de metileno foi eliminado por destilação sob um vácuo fraco. À massa residual, foram adicionados 2,0 litros de água e os sólidos precipitados foram filtrados resultanto em 410 g de sólidos de cor amarelo-claro (rendimento: 93,8 %). Os sólidos foram analisados por um método padrão interno HPLC e foi descoberto que eram 92 % puros.

Claims

1. Processo para a preparação de 5-amino-1-fenil-3-ciano-4- trifluorometil sulfinil pirazol como definido pela fórmula-l, <formula>formula see original document page 9</formula> Em que: R1 = trifluorometila ou trifluorometóxi R2, R3 = individualmente hidrogênio, cloro ou bromo, o processo compreendendo a etapa de oxidação de um composto de Fórmu- Ia-II. <formula>formula see original document page 9</formula> (Fórmula-II) Em que, RI = trifluorometila ou trifluorometóxi e R2, R3 = individualmente hidrogênio, cloro ou bromo em um meio que compreende pelo menos um agente oxidante e o ácido tri- cloro acético e/ou o (s) produto (s) da reação de pelo menos um agente oxi- dante e ácido tricloro acético e pelo menos um agente de diminuição de pon- to de fusão.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que pelo me- nos um agente oxidante é um per ácido, um peróxido ou um persulfato.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, em que o peróxido é o peróxido de hidrogênio, o peróxido de terc-butila e hidrogênio, o peróxido de benzoíla ou o peróxido de sódio.

4. Processo de acordo com a reivindicação 3, em que o peróxido de hidrogênio é usado em uma quantidade entre 1,1 e 1,7 mol por mol do composto de Fórmula-ll.

5. Processo de acordo com a reivindicação 4, em que o peróxido de hidrogênio é usado em uma quantidade de aproximadamente 1,4 mol por mol do composto de Fórmula-ll.

6. Processo de acordo com a qualquer uma das reivindicações 3 a 5, em que o peróxido de hidrogênio é adicionado como uma solução aquo- sa a 50-70 % em peso.

7. Processo de acordo com a reivindicação 2, em que o per áci- do é o ácido per acético.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que pelo menos um agente de diminuição do ponto de fusão é o ácido monocloro acético, o ácido dicloro acético, o dicloreto de metileno, o dicloreto de etileno, o monoclorobenzeno ou um haloalcano.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, em que o ácido dicloro acético é usado em uma quantidade entre 20 % e 30 % seja pe- so/peso ou volume/ volume no ácido tricloro acético.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o processo é realizado a uma temperatura na faixa de 0- -50°C.

11. Processo de acordo com a reivindicação 10, em que o pro- cesso é realizado a uma temperatura na faixa de 15-25eC.

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, em que o pro- cesso é realizado a uma temperatura de aproximadamente 209C.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que pelo menos um agente de diminuição de ponto de fusão é usado em uma quantidade tal de forma a diminuir o ponto de fusão do meio da reação até menos do que 10°C.

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o ácido tricloro acético é usado em uma quantidade entre -1,0 litro e 2,0 litros por mol do composto de Fórmula-ll.

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que Rl = trifluorometila e R2, R3 = cloro.