“MÉTODO PARA PREPARAR COMPOSTO DE URACILA CONTENDO ISOXAZOLINA POR METILAÇÃO” Campo Técnico
[0001] A presente invenção pertence ao campo da síntese orgânica e refere-se, particularmente, a um método para a preparação de um composto de uracila contendo isoxazolina por metilação. Antecedentes
[0002] O composto na fórmula geral I é um tipo de composto que tem excelente atividade herbicida e pode controlar eficazmente as ervas daninhas, como o capim- arroz, o capim-rabo-de-raposa, o junquinho, o juncellus serotinus, o capim-colchão, o arthraxon, a folha-de-veludo, a zínia, o amaranthus retroflexus, a beldroega, o joio, o solanum nigrum, a cássia, o hibiscus trionum e a glycine ussuriensis, pode obter um bom efeito herbicida em baixas doses e pode ser usados agricolamente como um herbicida.
[0003] A patente WO2016095768 divulga um método de síntese do composto. O método apresenta as seguintes desvantagens no uso do iodometano: em primeiro lugar, o iodometano possui um baixo ponto de ebulição, uma forte volatilidade e uma alta toxicidade, e é extremamente fácila de escapar no processo de uso e ferir as pessoas; em segundo lugar, o iodometano é caro e causa um alto custo de produção se usado em larga escala; em terceiro lugar, a água residual que contém iodo causa uma grave poluição e um processo de recuperação do iodo é complicado, o que aumenta o custo de forma invisível; em quarto lugar, o iodometano é difícila de ser substituído por outros reagentes de metilação; especialmente quando a parte do composto mostrado pela fórmula I for uma matéria oleosa à temperatura ambiente e não pode obter um produto de alto teor por meio de recristalização ou retificação, o composto precisa ser purificado por cromatografia em coluna, que é difícila de conseguir na produção industrial. Portanto, é necessário um método para preparar um composto de uracila contendo isoxazolina por metilação, que possa evitar o uso do iodometano, evitar a operação por cromatografia em coluna que é difícila de conseguir na produção industrial e obter o produto de alto teor de uma só vez. Para superar os defeitos na técnica anterior, a presente invenção proporciona um método para preparar um composto de uracila contendo isoxazolina por metilação.
[0004] O objetivo da presente invenção é proporcionar um método para preparar um composto de uracila contendo isoxazolina por metilação.
[0005] Para atingir o objetivo acima mencionado, a presente invenção adota a seguinte solução técnica:
[0006] É proporcionado um método para a preparação de um composto de uracila contendo isoxazolina por metilação; um composto de uracila contendo isoxazolina mostrado pela fórmula I é preparado por uma reação de metilação de um composto mostrado pela fórmula II com o cloreto de metila, em um recipiente fechado, na presença de álcali, um catalisador e um solvente orgânico; e uma equação de reação é como se segue:
álcali solvente orgânico em que as variáveis são definidas como se segue: R1 e R2 podem ser iguais ou diferentes e são respectivamente selecionados a partir de hidrogênio, flúor ou cloro; R3 é selecionado a partir de hidrogênio ou alquila de C1-C4; R4 é selecionado a partir de hidrogênio, alquila de C1-C4, CO2R7 ou CH2OR8; R5 é selecionado a partir de hidrogênio, ciano, alquila de C1-C4, haloalquila de C1-C4, CO2R7 ou CH2OR8 R6 é selecionado a partir de hidrogênio, alquila de C1-C4 ou haloalquila de C1-C4; R7 é selecionado a partir de hidrogênio, alquila de C1-C4 ou haloalquila de C1-C4; R8 é selecionado a partir de hidrogênio, alquila de C1-C4, haloalquila de C1-C4 ou alquilcarbonila de C1-C4.
[0007] Além disso, um composto de uracila contendo isoxazolina mostrado pela fórmula I é preparado por uma reação de metilação de um composto mostrado pela fórmula II com o cloreto de metila, em um recipiente fechado, com uma pressão de reação de 0-2,0 MPa e temperatura de 20-140°C, na presença de álcali, um catalisador e um solvente orgânico.
[0008] Após a reação de metilação, a temperatura é reduzida para a temperatura ambiente; a água é adicionada para lavagem e estratificação; uma camada orgânica é lavada com a água, filtrada, descomprimida e removida de solvente para obter uma matéria oleosa, isto é, o composto de uracila contendo isoxazolina mostrado pela fórmula I.
[0009] O álcali é o hidróxido de metal alcalino, o carbonato de metal alcalino ou o bicarbonato de metal alcalino, em que a razão molar do álcali para o composto mostrado pela fórmula II é 0,5:1-4:1.
[0010] O álcali é o hidróxido de sódio, o hidróxido de potássio, o carbonato de potássio, o carbonato de sódio, o carbonato de césio, o bicarbonato de potássio, o bicarbonato de sódio ou o bicarbonato de césio, em que a razão molar do álcali para o composto mostrado pela fórmula II é 0,5:1-2:1.
[0011] O catalisador é o iodeto de sódio, o iodeto de potássio, a trietilamina, a N,N-di- isopropiletilamina, o 1,8-diazabicicloundec-7-eno, o 1,4- diazabiciclo[2.2.2]octano, o 1-azabiciclo[2.2.2]octano, a 4-dimetilaminopiridina, a indolizina, a quinolina ou a piridina, em que a dosagem do catalisador é 1%-10% do peso do composto mostrado pela fórmula II.
[0012] O solvente orgânico é um ou uma mistura de mais de hidrocarboneto aromático, hidrocarboneto aromático halogenado, éster, cetona, éter, alcano, haloalcano, N,N-dimetilformamida, sulfóxido de dimetila, N- metilpirrolidona, acetonitrila e piridina, em que o dosagem do solvente orgânico é 2-20 vezes o peso do composto mostrado pela fórmula I.
[0013] O solvente orgânico é um ou uma mistura de mais de tolueno, xileno, clorobenzeno, acetato de etila, acetato de propila, acetato de isopropila, acetato de metila, metila isobutila cetona, n-hexano, ciclo-hexano, 2- metilpentano, 3-metilpentano, n-heptano, diclorometano, 1,2-dicloroetano e clorofórmio, em que a dosagem do solvente orgânico é 3-10 vezes o peso do composto mostrado pela fórmula II.
[0014] O cloreto de metila entra no recipiente fechado em uma forma gasosa ou líquida; e a razão molar da quantidade de adição do cloreto de metila para o composto mostrado pela fórmula II é 1:1-1:40.
[0015] A reação de metilação é conduzida no recipiente fechado. O recipiente fechado é, em geral, um reator que tem uma entrada de alimentação, uma porta de descarga, um dispositivo de agitação, um dispositivo de medição da temperatura e um dispositivo de medição da pressão e pode suportar certa pressão. O cloreto de metila entra no reator fechado em uma forma gasosa ou líquida; e a razão molar da quantidade de adição para o composto II é 1:1-1:40. Para controlar eficazmente a quantidade de adição do cloreto de metila, um tanque de dosagem pode ser adicionado para uma dosagem mais precisa antes do cloreto de metila entrar no reator, ou um tanque de armazenamento de cloreto de metila também pode ser pesado e dosado. Para melhor dissolver o cloreto de metila no material da fase líquida, o cloreto de metila entra no reator de uma posição abaixo do nível do líquido dos materiais da fase líquida.
[0016] O método de preparação do composto mostrado pela fórmula II é descrito na patente WO2016095768.
[0017] Nos compostos das fórmulas gerais (I e II) dadas acima, os termos usados são, em geral, definidos como se segue: a alquila está em uma forma linear ou ramificada, como metila, etila, n-propila, isopropila, n- butila e isobutila. Haloalquila: alquila linear ou ramificado na qual os átomos de hidrogênio podem ser parcial ou totalmente substituídos por átomos de halogênio, como clorometila, diclorometila, triclorometila, fluormetila, difluormetila e trifluormetila. Alquilcarbonila: alquila, ligada à estrutura por meio ds carbonila, como CH3CO- ou CH3CH2CO-.
[0018] A presente invenção tem as vantagens: o iodometano químico altamente tóxico e caro não é usado como matéria-prima, evitando, assim, lesões pessoais que podem ser causadas no processo de uso, desvantagem de custo causada por preço muito alto e problemas de proteção ambiental causados por água residual. Especialmente quando a parte do composto de uracila contendo isoxazolina mostrado pela fórmula I for uma matéria oleosa à temperatura ambiente, tiver baixo teor e não puder ser purificada, o registro do produto e o processamento da preparação podem ser seriamente perturbados. Um produto de alto teor pode ser obtido pelo método de síntese da presente invenção, sem a necessidade de purificação, e pode satisfazer os requisitos de registro do produto e processamento da preparação para o teor do medicamento original. Descrição Detalhada
[0019] O método para a preparação de um composto de uracila contendo isoxazolina mostrado pela fórmula I por metilação é ainda descrito em detalhes abaixo, por meio de modalidades ilustrativas. No entanto, a presente invenção não está limitada às modalidades. Modalidade 1 Síntese do composto I-1
[0020] 46,4 g (0,1 mol) do éster etílico do ácido 3-(2-cloro-5-(2,6-dioxo-4-trifluormetil-3,6-di- hidropirimidin-1(2H)-il)-4-fluorfenil)-5-metil-4,5-di- hidroisoxazol-5-carboxílico, 6,4 g (0,06 mol) de carbonato de sódio, 200 g de tolueno e 2,5 g de 1,8- diazabicicloundec-7-eno são adicionados a uma autoclave; uma tampa de autoclave é coberta; 11,0 g de cloreto de metila são dosados e introduzidos; a agitação é conduzida e a temperatura é aumentada para 95-105°C; e quando o manômetro mostra 0,8 MPa, a reação é conduzida por 10 horas. A temperatura é reduzida para 20°C; a pressão na autoclave é aliviada; e o cloreto de metila em excesso é recuperado. 50 g de água são adicionados à autoclave e agitados durante 10 minutos. Após agitação, a mistura é estratificada para remover uma camada de água; uma camada orgânica é filtrada para remover uma pequena quantidade de insolúveis; e a fase orgânica é removida sob pressão reduzida para obter 49,0 g de matéria oleosa. O teor quantitativo é 92,7% e o rendimento é 95,0%. Modalidade 2 Síntese do composto I-2
[0021] 45,0 g (0,1 mol) do éster metílico do ácido 3-(2-cloro-5-(2,6-dioxo-4-trifluormetil-3,6-di- hidropirimidin-1(2H)-il)-4-fluorfenil)-5-metil-4,5-di- hidroisoxazol-5-carboxílico, 6,4 g (0,06 mol) de carbonato de sódio, 200 g de acetato de etila e 2,6 g de 1,4- diazabiciclo[2.2.2]octano são adicionados a uma autoclave; 20,2 g de cloreto de metila são dosados e introduzidos; a agitação é conduzida e a temperatura é aumentada para 95-
105°C; e quando o manômetro mostra 0,9 MPa, a reação é conduzida por 11 horas. A temperatura é reduzida para 20° C; a pressão na autoclave é aliviada; e o cloreto de metila em excesso é recuperado. 50 g de água são adicionados à autoclave e agitados por 10 minutos. Após agitação, a mistura é estratificada para remover uma camada de água; uma camada orgânica é lavada com 50 g de água e é filtrada para remover uma pequena quantidade de insolúveis; e a fase orgânica é removida sob pressão reduzida para obter 48,9 g de matéria oleosa. O teor quantitativo é 97,0% e o rendimento é 99,2%. Modalidade 3 Síntese do composto I-3
[0022] 33,4 g (0,07 mol) de acetato de (3-(2- cloro-5-(2,6-dioxo-4-trifluormetil-3,6-di-hidropirimidin- 1(2H)-il)-4-fluorfenil)-5-metil-4,5-di-hidroisoxazol-5- il)metila, 7,10 g (0,084 mol) de bicarbonato de sódio, 150 g de diclorometano e 3,0 g de 1-azabiciclo[2.2.2]octano são adicionados a uma autoclave; 5,0 g de cloreto de metila são dosados e introduzidos; a agitação é conduzida e a temperatura é aumentada para 70-80°C; e quando o manômetro mostra 0,4 MPa, a reação é conduzida por 21 horas. A temperatura é reduzida para 20°C; a pressão na autoclave é aliviada; e o cloreto de metila em excesso é recuperado. 40 g de água são adicionados à autoclave e agitados durante 10 minutos. Após agitação, a mistura é estratificada para remover uma camada de água; uma camada orgânica é lavada com 50 g de água e é filtrada para remover uma pequena quantidade de insolúveis; e a fase orgânica é removida sob pressão reduzida para obter 48,3 g de matéria oleosa. O teor quantitativo é 93,1% e o rendimento é 94,1%.
Modalidade 4 Síntese do composto I-4
[0023] 46,8 g (0,08 mol) de acetato de 3-(2- cloro-5-(2,6-dioxo-4-trifluormetil-3,6-di-hidropirimidin- 1(2H)-il)-fenil)-5-metil-4,5-di-hidroisoxazol-5-metila, 6,6 g (0,048 mol) de carbonato de potássio, 200 g de clorobenzeno e 2,6 g de 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano são adicionados a uma autoclave; 33,3 g de cloreto de metila são introduzidos; a agitação é conduzida e a temperatura é aumentada para 90-100°C; e quando o manômetro mostra 0,7 MPa, a reação é conduzida por 15 horas. A temperatura é reduzida para 20°C; a pressão na autoclave é aliviada; e o cloreto de metila em excesso é recuperado. 50 g de água são adicionados à autoclave e agitados durante 10 minutos. Após agitação, a mistura é estratificada para remover uma camada de água; uma camada orgânica é lavada com 50 g de água e é filtrada para remover uma pequena quantidade de insolúveis; e a fase orgânica é removida sob pressão reduzida para obter 49,0 g de matéria oleosa. O teor quantitativo é 92,3% e o rendimento é 94,6%. Exemplo de referência 1 Síntese do composto I-1
[0024] 46,4 g (0,1 mol) do éster etílico do ácido 3-(2-cloro-5-(2,6-dioxo-4-trifluormetil-3,6-di- hidropirimidin-1(2H)-il)-4-fluorfenil)-5-metil-4,5-di- hidroisoxazol-5-carboxílico, 6,4 g (0,06 mol) de carbonato de sódio, 200 g de tolueno e 2,5 g de 1,8- diazabicicloundec-7-eno são adicionados a um frasco de quatro gargalos com um termômetro, um condensador, um agitador e um tubo de inserção inferior; a temperatura é aumentada para 85°C; o gás cloreto de metila é continuamente introduzido a 85-90°C e o processo é rastreado até que as matérias-primas sejam completamente consumidas. A temperatura é reduzida para 20°C. Bolhas de nitrogênio para liberar o gás residual. 50 g de água são adicionados ao frasco e agitados durante 10 minutos. Após agitação, a mistura é estratificada para remover uma camada de água; uma camada orgânica é filtrada para remover uma pequena quantidade de insolúveis; e a fase orgânica é removida sob pressão reduzida para obter 50,4 g de matéria oleosa. O teor quantitativo é 62,7% e o rendimento é 66,1%. Exemplo de referência 2 Síntese do composto I-2
[0025] 36,0 g (0,08 mol) do éster metílico do ácido 3-(2-cloro-5-(2,6-dioxo-4-trifluormetil-3,6-di- hidropirimidin-1(2H)-il)-4-fluorfenil)-5-metil-4,5-di- hidroisoxazol-5-carboxílico, 5,1 g (0,048 mol) de carbonato de sódio e 160 g de acetato de etila são adicionados a uma autoclave; 18,2 g de cloreto de metila são dosados e introduzidos; a agitação é conduzida e a temperatura é aumentada para 95-105°C; e quando o manômetro mostra 0,9 MPa, a reação é conduzida por 11 horas. A temperatura é reduzida para 20°C; a pressão na autoclave é aliviada; e o cloreto de metila em excesso é recuperado. 50 g de água são adicionados à autoclave e agitados durante 10 minutos. Após agitação, a mistura é estratificada para remover uma camada de água; uma camada orgânica é lavada com 50 g de água e é filtrada para remover uma pequena quantidade de insolúveis; e a fase orgânica é removida sob pressão reduzida para obter 38,3 g de matéria oleosa. O teor quantitativo é 89,8% e o rendimento é 92,6%.
Exemplo de referência 3 Síntese do composto I-1
[0026] 46,4 g (0,1 mol) do éster etílico do ácido 3-(2-cloro-5-(2,6-dioxo-4-trifluormetil-3,6-di- hidropirimidin-1(2H)-il)-4-fluorfenil)-5-metil-4,5-di- hidroisoxazol-5-carboxílico, 10,7 g (0,1 mol) de carbonato de sódio, 200 g de tolueno e 19,1 g (0,15 mol) de sulfato de dimetila são adicionados a um frasco de reação e reagem a 70-75°C por 4-5 horas. A HPLC rastreia a pirimidina até que a pirimidina seja menor ou igual a 0,5%; a temperatura é reduzida para 50°C; e cerca de 100 g de água são adicionados para manter a temperatura a 50°C por 1 hora. Depois disso, o material é estratificado para remover uma camada de água; 50 g de água são adicionados a uma camada orgânica; o pH é regulado com 3-5% de ácido clorídrico diluído para 6-7; e após a camada de água ser separada, 50 g de água são usados para a lavagem. A camada orgânica é filtrada para remover uma pequena quantidade de insolúveis; e a mistura é removida sob pressão reduzida para obter 50,7 g de matéria oleosa. O teor quantitativo é 84,8% e o rendimento é 90%. Exemplo de referência 4 Síntese do composto I-1 (WO2016095768)
[0027] 14 g (0,031 mol) do éster etílico do ácido 3-(2-cloro-5-(2,6-dioxo-4-trifluormetil-3,6-di- hidropirimidin-1(2H)-il)-4-fluorfenil)-5-metil-4,5-di- hidroisoxazol-5-carboxílico e 12,9 g (0,094 mol) de carbonato de potássio são sucessivamente adicionados a um frasco de reação contendo 150 ml de N,N-dimetilformamida e resfriados para 0°C; 8,9 g (0,062 mol) de iodometano são adicionados, gota a gota; e então o material é aquecido para a temperatura ambiente e agitado para reagir durante 6 horas. A TLC monitora completamente a reação. A mistura de reação é vertida na água, extraída com acetato de etila, lavada com sal saturado, seca com sulfato de magnésio anidro na fase orgânica e submetida à destilação a vácuo para obter 14,3 g de matéria oleosa. O teor quantitativo é 92,1% e o rendimento é 89%.
[0028] De acordo com os modos descritos nas modalidades 1, 2, 3 e 4, as estruturas específicas de parte dos compostos na fórmula geral I são as seguintes: Dados Magnéticos Nucleares (RMN1H, 300 MHz, padrão No. Estrutura interno TMS, solvente CDCl3) 1,35 (t, 3H), 1,68 (s, 3H), 3,38 (d, 1H), 3,60 (s, 3H), I-1 3,90 (d, 1H), 4,30 (m, 2H), 6,25 (s, 1H), 7,38 (d, 1H), 7,79(d, 1H) 1,70(s, 3H), 3,38(d, 1H), 3,56(s, 3H), 3,99(d, I-2 1H), 4,32(s, 3H), 6,36(s, 1H), 7,36(d, 1H), 7,69(d, 1H)
1,41 (s, 3H), 2,03 (s, 3H), 3,25 (d, 1H), 3,50 (d, 1H), 3,62 (s, 3H), I-3 3,88 (m, 2H), 6,22 (s, 1H), 7,51 (d, 1H), 7,69 (d, 1H)
1,48 (s, 3H), 2,07 (s, 3H), 2,85 (d, 1H), 3,26 (d, 1H), 3,52 (s, 3H), I-4 4,15 (m, 2H), 6,34 (s, 1H), 7,18 (m, 1H), 7,56(m, 2H)