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制備酰基氯化合物的方法

文檔序號:3523474閱讀(du):455來源:國知局

專利名稱::制備酰基氯化合物的方法
技術領域
:本發明涉及一種從三氯甲基吖嗪制備吖嗪酰氯(azinylacidchloride)化合物的方法,其中,在酸性催化劑存在下用酸處理三氯甲基吖嗪,該酸能夠形成在反應過程中可減壓餾去的酰基氯。吖嗪酰氯化合物是制備大量不同化合物的合適中間體,這些化合物可用作農用化學品、藥物或液晶。特別是,它們是制備如EP0447004A中所述的除草劑吡啶甲酰胺(pyridinecarboxamide)的關鍵中間體。美國專利No.3,875,226公開了一種方法,其中在路易斯酸存在下用二氧化硫處理三氯甲基化合物,從而形成酰基氯化合物和亞硫酰氯。然而,該方法幾乎不能以技術規模加以應用,因為二氧化硫在正常條件下是氣態的,因而必須在冷卻和/或加壓條件下進行,這些條件對于大規模生產是不適用的。歐洲專利申請EP0646666揭示,在氯化烴和路易斯酸存在下,用水來水解三氯甲基吖嗪。然而,該方法在配料率和精確地確定等摩爾量的水方面存在問題。過量的水會導致所需的酰基氯化合物的水解,從而降低產率。此外,最近因為環境問題所以使用氯化烴是不好的,而且在已有技術的程序中所使用的溶劑量很大。另外,使用水/1,2-二氯乙烷時所需的反應時間非常長(24小時)。EP0091022公開了,使用三氯乙酸和五氟化銻或氯化鐵作為路易斯酸,從5-三氯甲基異噁唑制備異噁唑-5-羧酸。然而,沒有暗示表明該方法可以應用于其他的三氯甲基吖嗪和其他的羧酸。盡管使用五氟化銻的反應在2小時內完成,但是使用氯化鐵需8小時。該方法的缺點之一是,昂貴的五氯化銻是有毒的,因而該方法不能用于技術規模的生產。此外,如果使用五氯化銻制備吖嗪酰氯(azinoylchloride)時,產率低。德國專利申請DE3004693公開了一種通過芳族磺酸與三氯甲基芳烴的反應而同時制備芳族磺酰鹵和苯甲酰鹵的方法。然而,分離這些產物需要非常復雜的蒸餾技術。待解決的問題是,提供一種高產率地制備吖嗪酰氯的方法,它避免了使用造成環境問題的溶劑和長反應時間。令人意外的是,式I的吖嗪酰氯化合物其中Az為任意取代的吖嗪基,可以在一種方法的協助下高產率地輕易制備,該方法包括在酸性催化劑存在下,加熱式II的三氯甲基吖嗪和一種酸,Az-CCl3(II)其中Az的定義如上,而該酸形成在反應過程中可減壓餾去的酰基氯,較佳地是在酸性催化劑存在下和減壓下,加熱式II的該三氯甲基吖嗪和式III的酸R1-X-OH(III)其中,R1為C1-6烷基或C1-6鹵代烷基,而X為CO或SO2。因此,本發明的一個目的是提供一種制備吖嗪酰氯化合物的有效新方法。本發明的另一目的是用本發明方法獲得的吖嗪酰氯制備(雜)芳氧基吖嗪基甲酰胺。通過下列的描述和所附的權利要求,本發明的其他目的和優點對于本領域的技術人員而言是明顯的。一般而言,除非另外說明,否則術語“任意取代的吖嗪基”在本文中用于Az時,指具有至少一個氮原子的6元雜環基團,尤其是吡啶基或嘧啶基,它們可被一個或多個鹵素原子、硝基、氰基、烷基(較佳地為C1-6烷基)、烷氧基(較佳地C1-6烷氧基)、4-烷基-環己基(較佳地4-C1-6烷基-環己基)、或鹵代烷基(較佳地C1-6鹵代烷基)所任意取代。通常,被至少一個吸電子基,尤其是一個或多個鹵素原子、硝基、氰基或鹵代烷基所取代的雜芳族基是優選的。在一個具體的優選例子中,Az為式V的任意取代的吡啶基,其中,R2是氫或鹵素原子或烷基或鹵代烷基,以及Z是鹵素原子。一般而言,除非另外說明,否則術語“烷基或鹵代烷基”在本文中用于基團或分子一部分時,指直鏈或支鏈的基團或分子部分。通常,這樣的基團有10個之內,尤其是6個之內的碳原子。合適的烷基或鹵代烷基部分有1-6個碳原子,較佳地為1-3個碳原子。優選的烷基部分是乙基或特別優選的甲基。優選的鹵代烷基是式-(CX2)n-Y的多鹵代或全鹵代烷基,其中n是1-10,較佳地1-6,更佳地1-3的整數,X是氟或氯,而Y是氫或X。優選的多鹵代烷基部分是五氟乙基、五氯乙基,或尤其是二氟-或三氟甲基,或二氯-或三氯甲基基團。任意取代的部分可以是未取代的,或者具有1至最大可能數目的取代基。一般,存在0-2個取代基。此外,本發明的優選例子是這樣的方法,其中(a)該方法中,Az是被一個鹵素原子取代并且任選地被一個烷基或鹵代烷基所取代的吖嗪基,較佳地是式V的取代吡啶基,其中,R2是氫原子或烷基或鹵代烷基,以及Z是鹵素原子,尤其是6-鹵代吡啶-2-基。(b)該方法中,R1為任選地被一個或多個氯原子取代的甲基。(c)該方法中,酸性催化劑選自硫酸、FeCl3和ZnCl2。(d)該方法中,加熱基本上由式II的三氯甲基吖嗪、式III的酸和酸性催化劑所構成的反應混合物,而且在反應過程中形成的式IV酰基氯被減壓餾去R1-X-Cl(IV)其中,R1和X的定義如上。(e)該方法中,1摩爾式II三氯甲基吖嗪用0.4-1.2摩爾式III的酸進行處理。(f)該方法中,X為SO2而酸性催化劑是含水量小于5重量%的硫酸。(g)該方法中,1摩爾的式II三氯甲基芳烴在0.01-0.10摩爾酸性催化劑存在下用式III的酸進行處理。在室溫和反應混合物的回流溫度之間進行反應,較佳地在升高的溫度下,更佳地在回流溫度下,更佳地在75-160℃之間,尤其是85-130℃之間的溫度下進行。本發明的另一方面是,用式I化合物制備式VI的(雜)芳氧基-雜芳基甲酰胺其中,Az是可任選地被一個烷基或鹵代烷基取代的吖嗪基,較佳地是可任意取代的吡啶基,Ar是任意取代的芳基或雜芳基,較佳地是被至少一個鹵素原子或鹵代烷基或鹵代烷氧基所取代的苯基,尤其是吡啶-2,6-二基,特別是3-三氟甲基苯基,R3是氫原子或烷基,較佳地是氫原子,以及R4是任意取代的烷基、芳基、雜芳基或環烷基,較佳地是被至少一個鹵素原子或鹵代烷基或鹵代烷氧基所取代的苯基,尤其是4-氟苯基,其中,(a)式I的單鹵代吖嗪酰氯是根據權利要求1-10中任一權利要求,用式II的單鹵代吖嗪基三氯甲烷制備的,(b)與式VII的胺反應HNR3R4VII其中R3和R4的定義如上,該反應可任選地在惰性溶劑和/或堿存在下進行,和(c)在堿存在下,形成的單鹵代吖嗪基甲酰胺與式VIII的芳族或雜芳族羥基化合物反應,Ar-OHVIII其中,Ar具有所給出的定義,尤其是根據權利要求1-10中任一權利要求而獲得的式I的鹵代吖嗪酰氯與式VII的胺反應而不必進一步純化。通常,在減壓下進行反應,以便蒸餾在反應過程中形成的式IV化合物。最佳地,反應是在20-400毫巴(mbar),尤其是25-250毫巴的壓力下進行。在本發明方法的特別優選的例子中,將1當量式II三氯甲基吖嗪(更佳地其中Az是取代的吡啶基,尤其是Nitrapyrin)與0.05-0.15當量的催化劑(尤其是FeCl3)混合,然后加熱至80-150℃,更佳地為110-130℃。接著將0.8-1.2當量的式III的酸(其中X為CO,尤其是一氯乙酸、二氯乙酸或三氯乙酸)加入保持于減壓條件下的反應混合物中。蒸餾出相應的式IV酰基氯,直至反應結束。通常,在這種優選的反應條件下,反應可在1-5小時,更佳地在1.5-4小時內完成。在本發明方法的另一個特別優選例子中,將1當量式II三氯甲基吖嗪(更佳地其中Az是取代的吡啶基,尤其是Nitrapyrin)與0.01-0.05當量的催化劑(尤其是H2SO4)混合,然后加熱至80-150℃,更佳地為110-130℃。接著將0.2-0.8當量式III的酸(其中X為SO2,尤其是甲磺酸)加入保持于減壓條件下的反應混合物中。蒸餾出相應的烷磺酰氯,直至反應結束。如果反應是用等摩爾量的式II雜環三氯甲基吖嗪和式III烷磺酸進行,那么會得到焦油樣的副產物,這樣便降低了所實現的產率并在純化程序中造成麻煩。因此,使用過量的三氯甲基吖嗪是有利的,因為這可避免形成這些副產物。在本發明的一個特別優選的例子中,在0.01-0.05摩爾硫酸(96-98重量%)存在下,過量1-4當量的Nitrapyrin與1摩爾甲磺酸反應。通常,在這種優選的反應條件下,反應可在0.05-5小時,更佳地在0.3-3小時內完成。剩下的吖嗪酰氯可用作制備所需終產物的中間體,而不必進一步純化。也可以用標準方法純化它們,例如結晶或蒸餾,尤其是在減壓下特別是在1-100毫巴的壓力下進行蒸餾。這個新方法可用價廉的、容易獲得的析出物,在技術規模上高產率地生產吖嗪酰氯。此外,在新方法中用作試劑的式III酸,可以通過將水加入反應中形成的相應酰基氯而再循環。因此,新方法僅需少量試劑。為了便于理解本發明,給出下列闡述性的實施例。本發明并不限于所描述或闡述的具體實施例,它包括所附權利要求書的全部范圍。實施例1制備2-氯-6-吡啶碳酰氯[Az=式I化合物中的2-氯-6-吡啶基]將200mmolNitrapyrin(2-氯-6-三氯甲基吡啶)與給定數量催化劑組成的混合物加熱至90-130℃之間的溫度。將200mmol有機酸在減壓下加入混合物中。在反應時間內餾去反應所形成的有機酰基氯。反應通過GC分析而監測。通過常規后處理和減壓蒸餾而獲得產物,是無色晶體,并顯示如下物理性質熔點74-75℃,沸點80℃/2.6Pa1H-NMR(DMSO,300MHz)δ(ppm)=8.11(m,2H,3-,5-CH),7.80(m,1H,4-CH).13C-NMR(DMSO)δ(ppm)=164.7(q,COCl),150.2(q,6-C),148.8(q,2-C),141.0(t,4-C),127.9(t,3-C),124.0(t,5-C)實驗數據列于下表,其中使用下列縮寫CPA6-氯吡啶基-2-羧酸AA乙酸DCAA二氯乙酸CAA一氯乙酸TCAA三氯乙酸PA丙酸表1實施例2制備2-氯-6-吡啶碳酰氯[Az=式I化合物中的2-氯-6-吡啶基]將給定數量的Nitrapyrin(簡稱NP,2-氯-6-三氯甲基吡啶)與0.005mmol催化劑組成的混合物加熱至125-140℃之間的溫度。將0.1mol甲磺酸在減壓下加入混合物中。在0.5-2小時內餾去反應所形成的甲烷磺酰氯。反應通過GC分析而監測。獲得產物,它是未反應的NP(NP的用量是過量的)和所需產物的混合物。該混合物不需進一步純化便可用于制備除草劑吡啶甲酰胺。通過蒸餾獲得產物,它是無色晶體,并顯示如下物理性質熔點74-75℃,沸點80℃/2.6Pa1H-NMR(DMSO,300MHz)δ(ppm)=8.11(m,2H,3-,5-CH),7.80(m,1H,4-CH).13C-NMR(DMSO)δ(ppm)=164.7(q,COCl),150.2(q,6-C),148.8(q,2-C),141.0(t,4-C),127.9(t,3-C),124.0(t,5-C)實驗數據列于下表,其中從獲得的、由NP和產物所構成的混合物確定產率。表2</tables>對比實施例制備2-氯-6-吡啶碳酰氯將200mmolNitrapyrin與10mmolSbCl5組成的混合物加熱至120℃。將200mmol三氯乙酸在常壓下加入混合物中。在15小時內餾去反應所形成的三氯乙酰氯。反應通過GC分析而監測。GC顯示9%產物和4%6-氯吡啶-2-基羧酸。用途實施例制備N-(4-氟苯基)6-(3-三氟甲基苯氧基)-吡啶-2-基甲酰胺將實施例2e)中獲得的粗產物稀釋于甲苯(200毫升)中,然后在65℃加至4-氟苯胺(250mmol)中。隨后將混合物加熱1小時至100℃。然后冷卻混合物至20℃,用稀鹽酸洗滌并水蒸汽蒸餾(stripped),得到基本上由N-(4-氟苯基)6-氯吡啶-2-基甲酰胺和未反應的NP所構成的油狀物。未反應的NP被減壓餾去。獲得的粗產物(49.5克,87%)被稀釋于甲苯(200毫升)中,并不進行進一步純化而直接加入由碳酸鉀(210mmol)、3-三氟甲基苯酚(200mmol)和二甲基乙酰胺(120mmol)所組成的混合物中。餾去甲苯,將反應混合物加熱至160℃,4小時。餾去溶劑,用甲苯稀釋殘留物。混合物用碳酸氫鈉洗滌,干燥并濃縮。在甲醇中重結晶殘留物,得到標題化合物(58.2克,85%),熔點105-107℃。權利要求1.一種制備式I的吖嗪酰氯化合物的方法,其中Az為任意取代的吖嗪基,其特征在于,該方法包括在酸性催化劑存在下,加熱式II的三氯甲基吖嗪和一種酸,Az-CCl3(II)其中Az的定義如上,而該酸形成在反應過程中可減壓餾去的酰基氯。2.如權利要求1所述的方法,其持征在于,該酸是式III化合物R1-X-OH(III)其中,R1為C1-6烷基或C1-6鹵代烷基,而X為CO或SO2。3.如權利要求1所述的方法,其特征在于,Az是被一個鹵素原子取代并且任選地被一個烷基或鹵代烷基所取代的吖嗪基。4.如權利要求1所述方法,其特征在于,酸性催化劑選自硫酸、FeCl3和ZnCl2。5.如權利要求1所述方法,其特征在于,Az為式V的取代的吡啶基,其中,R2是氫原子或烷基或鹵代烷基,以及Z是鹵素原子。6.如權利要求5所述的方法,其特征在于,Az是6-鹵代吡啶-2-基。7.如權利要求5所述的方法,其特征在于,1摩爾式II三氯甲基吖嗪用0.4-1.2摩爾式III的酸進行處理。8.如權利要求5所述的方法,其特征在于,1摩爾的式II三氯甲基芳烴在0.01-0.10摩爾酸性催化劑存在下,用式III的酸進行處理。9.式I化合物用于制備式VI的(雜)芳氧基雜芳基甲酰胺的用途,其中,Az的定義如上述任一權利要求中所述,和Ar是任意取代的芳基或雜芳基,R3是氫原子或烷基,以及R4是任意取代的烷基、芳基、雜芳基或環烷基,其特征在于,(a)式I的單鹵代吖嗪酰氯是根據權利要求1-10中任一權利要求,用式II的單鹵代吖嗪基三氯甲烷制備的,(b)與式VII的胺反應HNR3R4VII該反應可任選地在惰性溶劑和/或堿存在下進行,和(c)在堿存在下,將形成的單鹵代吖嗪基甲酰胺與式VIII的芳族或雜芳族羥基化合物反應,Ar-OHVIII其中,Ar具有所給出的定義。10.如權利要求9所述的用途,其特征在于,式I的鹵代吖嗪酰氯與式VII的胺反應而不必進一步純化。全文摘要本發明涉及一種有效地制備式Ⅰ的吖嗪酰氯化合物的方法(環Az在說明書中定義)。在該方法中,在酸性催化劑存在下,用酸處理式Ⅱ的三氯甲基吖嗪,該酸可形成在反應過程中可減壓餾去的酰基氯。本發明還涉及將該方法制得的式Ⅰ化合物用于制備(雜)芳氧基吖嗪基甲酰胺。文檔編號C07C51/62GK1174834SQ9711783公開日1998年3月4日申請日期1997年8月22日優先權日1996年8月23日發明者M·克內爾,M·布林克申請人:美國氰胺公司
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