由卤代苯衍生物制备烷基N-酰苯胺的方法
本发明涉及一种由2-烷基卤代芳香族化合物和杂环酰胺来制备已知具有杀真菌活性的烷基N-酰苯胺(alkylanilide)的方法。
EP-A-0 824 099和WO-A-03010149公开了通过使合适的酰基氯与合适的烷基苯胺衍生物反应而获得的烷基N-酰苯胺。
酰基氯的制备和处理以及烷基N-酰苯胺的制备在技术上都非常复杂。例如,酰基氯在反应前必须先经过耗时而且费用较高的蒸馏步骤来进行纯化。
苯胺通常由相应的溴代芳香族化合物与二苯酮亚胺(如WO-A-3074491所述)或者在150℃的温度和75至85巴的压力下与氨气(如WO-A-06061226所述)通过复杂的合成而制备。
但是,烷基苯胺通常具有毒性,并且有可能引发遗传物质发生突变。
现有技术公开了在钯或铜催化下芳基卤可与酰胺反应得到烷基N-酰苯胺(J.Am.Chem.Soc.2002,124,7420)。
但是,经常发现金属催化的使用作为螯合配位体的杂环的反应受到抑制。此外,邻位取代的卤代芳香族化合物在空间上妨碍了卤素的交换。
因此,本发明的一个目的在于提供一种简单的选择性制备烷基N-酰苯胺的方法,所述方法不具有现有技术中所描述的缺点。
令人惊奇的是,已经发现了杂环酰胺可与邻位取代的卤代芳香族化合物有效反应的条件。
因而,本发明提供一种制备式(I)的烷基N-酰苯胺的方法,
其中
R1为氢、卤素、-CR’(CF3)2 (R’=氢、氟或O-C1-4-烷基),更优选氢;
R
2为-CH(Me)-CH
2-CHMe
2、-CH
2-CH
2-叔丁基或
特别优选-CH(Me)-CH
2-CHMe
2和
A为式(A1)的基团
其中
R3为氢、氰基、卤素、硝基、C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基、C1-C4-烷硫基、C3-C6-环烷基,各自具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基、C1-C4-卤代烷氧基或C1-C4-卤代烷硫基,氨基羰基或氨基羰基-C1-C4-烷基;
R4为氢、卤素、氰基、C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基或C1-C4-烷硫基;
R5为氢、C1-C4-烷基、羟基-C1-C4-烷基、C2-C6-烯基、C3-C6-环烷基、C1-C4-烷硫基-C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基-C1-C4-烷基,各自具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基、C1-C4-卤代烷硫基-C1-C4-烷基、C1-C4-卤代烷氧基-C1-C4-烷基,或者苯基;
或者
A为式(A2)的基团
其中
R6和R7各自独立地为氢、卤素、C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
R8为卤素、氰基或C1-C4-烷基、各自具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基或C1-C4-卤代烷氧基,
或者
A为式(A3)的基团
其中
R9和R10各自独立地为氢、卤素、C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
R11为氢、卤素、C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
或者
A为式(A4)的基团
其中
R12为氢、卤素、羟基、氰基、C1-C6-烷基、各自具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基、C1-C4-卤代烷氧基或C1-C4-卤代烷硫基,
或者
A为式(A5)的基团
其中
R13为卤素、羟基、氰基、C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基、C1-C4-烷硫基、各自具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基、C1-C4-卤代烷硫基或C1-C4-卤代烷氧基,
R14为氢、卤素、氰基、C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基、C1-C4-烷硫基,各自具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基、C1-C4-卤代烷氧基,C1-C4-烷基亚磺酰基或C1-C4-烷基磺酰基,
或者
A为式(A6)的基团
其中
R15为C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
R16为C1-C4-烷基,
Q1为S(硫)、O(氧)、SO、SO2或CH2,
p为0、1或2,其中p为2时,R16代表相同或不同的基团,
或者
A为式(A7)的基团
其中
R17为C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
或者
A为式(A8)的基团
其中
R18为C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
或者
A为式(A9)的基团
其中
R19和R20各自独立地为氢、卤素、氨基、C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
R21为氢、卤素、C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
或者
A为式(A10)的基团
其中
R22和R23各自独立地为氢、卤素、氨基、硝基、C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
R24为氢、卤素、C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
或者
A为式(A11)的基团
其中
R25为氢、卤素、氨基、C1-C4-烷基氨基、二(C1-C4-烷基)氨基、氰基、C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
R26为卤素、C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
或者
A为式(A12)的基团
其中
R27为氢、卤素、氨基、C1-C4-烷基氨基、二(C1-C4-烷基)氨基、氰基、C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
R28为卤素、C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
或者
A为式(A13)的基团
其中
R29为卤素、C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
或者
A为式(A14)的基团
其中
R30为氢或C1-C4-烷基,
R31为卤素或C1-C4-烷基,
或者
A为式(A15)的基团
其中
R32为C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
或者
A为式(A16)的基团
其中
R33为氢、卤素、C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
或者
A为式(A17)的基团
其中
R34为卤素、羟基、C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基、C1-C4-烷硫基、各自具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基、C1-C4-卤代烷硫基或C1-C4-卤代烷氧基,
或者
A为式(A18)的基团
其中
R35为氢、氰基、C1-C4-烷基、具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基、C1-C4-烷氧基-C1-C4-烷基、羟基-C1-C4-烷基、C1-C4-烷基磺酰基、二(C1-C4-烷基)氨基磺酰基、C1-C6-烷基羰基或各自任选被取代的苯基磺酰基或苯甲酰基,
R36为氢、卤素、C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
R37为氢、卤素、氰基、C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
R38为氢、卤素、C1-C4-烷基或具有1至5个卤原子的C1-C4-卤代烷基,
或者
A为式(A19)的基团
其中
R39为C1-C4-烷基,
其特征在于,
在第一步中,在金属催化的反应中,式(II)的酰胺与式(III)的卤代烷基苯反应,
其中A基团如上定义;
其中
R1和R2基团各自如上定义,并且取代基R1优选在芳香族化合物的间位或对位,更优选在4位(X的对位);并且
X基团为卤素,优选Cl或Br,更优选Br。
本发明还涉及式(III)的化合物
其中
R1为氢、卤素、-CR’(CF3)2(R’=氢、氟或O-C1-4-烷基),更优选氢,并且取代基R1优选在芳香族化合物的间位或对位,更优选在4位(X的对位);并且
R2为-CH(Me)-CH2-CHMe2和-CH2-CH2-叔丁基,
或者
R1为卤素、-CR’(CF3)2(R’=氢、氟或O-C1-4-烷基),更优选氢,并且取代基R1优选在芳香族化合物的间位或对位,更优选在4位(X的对位);并且
R2为
并且
X为卤素,优选Cl或Br,更优选Br。
本发明还涉及式(IV)至(VI)的化合物
本发明的另一方面涉及式(II)、(III)、(IV)、(V)和(VI)之一的化合物作为上述本发明方法中的反应物/中间体的用途。
本发明的反应将参照下面的方案(I)来详细描述:
(方案I)
就本发明而言,术语“卤素”(X)囊括了选自氟、氯、溴和碘的元素,优选使用氯和溴,并且特别优选使用溴。
任选取代的基团可为单取代的或多取代的,其中在多取代的情况下,所述取代基可相同或不同。
定义“C1-C6-烷基”囊括了本文所定义的烷基基团的最大范围。具体而言,该定义囊括了甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基以及各自全部的异构体形式的戊基和己基的含义。
定义“C2-C6-烯基”囊括了本文所定义的烯基基团的最大范围。具体而言,该定义囊括了乙烯基、正丙烯基、异丙烯基、正丁烯基、异丁烯基、仲丁烯基、叔丁烯基以及各自全部的异构体形式的戊烯基和己烯基的含义。
本发明化合物可任选地以不同的合理异构体形式的混合物使用,尤其是以立体异构体例如E式和Z式、苏式和赤式、以及光学异构体的混合物,合适时,也可为互变异构体的混合物。可以使用E式和Z式异构体两者,以及苏式和赤式异构体,以及光学异构体,这些异构体的任何混合物,以及可能的互变异构体形式。
所需的卤代烷基苯为现有技术已知,例如参见WO-A-03074491,或者可由已知的弗里德尔-克拉夫茨(Friedel-Crafts)烷基化方法或亲电子芳香族卤化方法来制备。
另一种可能是使2-卤代苯甲醛与维蒂希(Wittig)试剂反应,在这种情况下,由此获得的丙烯酮衍生物(如WO-A-03074491所述)可转化为环丙基化合物。
其它可能有用酮类或酰基氯使芳香族化合物或金属化的芳香族化合物羟烷基化,随后分别将它们消除和还原。由1,2-二溴苯进行,示例说明于方案(II):
(方案II)
或者,还可以通过重氮化作用和桑德迈尔(Sandmeyer)反应从苯胺衍生物来获得所述卤化物。
根据本发明,式(IX)的卤代烷基苯是优选的反应物,
其中X为卤原子,尤其是Br。
只有一些所需的酰胺是已知的,并且它们可通过已知的反应从已知的酰基卤、酸、酯或腈获得。
这可通过以下方案(III)示例说明:
(方案III)
所使用的氮源可为氨水或氨气或其盐的一种,例如乙酸铵或氨基钠。
用于制备酰胺的有用溶剂包括在反应条件下稳定的所有溶剂,例如醚类如THF、2-甲基-THF、二噁烷、甲基叔丁基醚(MTBE)、二甘醇、二乙氧基甲烷、二甲氧基甲烷;芳香族烃如甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、苯;脂族烃如石油醚、庚烷、己烷、甲基环己烷、环己烷;二甲基甲酰胺(DMF);二甲基乙酰胺;N-甲基吡咯烷酮(NMP);二甲亚砜(DMSO)、乙腈;丁腈;水;酮类如丙酮、甲基异丁基酮(MIBK);醇类如甲醇、乙醇、异丙醇。
就本发明的酰胺与卤代苯衍生物的反应而言,使用了金属催化剂。为此目的,所有氧化态例如金属形式或盐形式的钯和铜均可使用。
依据本发明,例如Pd(OAc)2、Pd(OH)2、PdCl2、Pd(acac)2(acac=乙酰丙酮)、Pd(NO3)2、Pd(dba)2、Pd2dba3、(dba=二亚苄基丙酮)、二氯二(三苯基膦)钯(II)、Pd(CH3CN)2Cl2、四(三苯基膦)合钯(0)、Pd/C或钯纳米颗粒、CuI、CuCl、CuSCN、Cu2O、CuO、CuCl2、CuSO4、CuBr、CuBr2、Cu2S、Cu(OAc)2、Cu(acac)2是合适的,优选使用铜化合物或其混合物。
依据本发明,所使用的催化剂为催化剂量。这意味着所使用的金属催化剂的浓度为0.01至50.0mol%,优选为1.0至20.0mol%,基于式(II)的酰胺计。
本发明的反应优选在配位体的存在下进行。
就钯催化而言,合适的配位体选自例如卡宾和膦配位体,特别优选使用xantphos和三(叔丁基)膦。
就铜催化而言,合适的配位体选自例如二胺类,例如N,N`-二甲基-1,2-环己二胺(顺式或反式、外消旋或作为对映异构体)、N,N`-二甲基乙二胺、乙二胺、N-甲基乙二胺、N-丁基乙二胺、N,N,N`-三甲基乙二胺或1,10-菲咯啉、乙二胺四乙酸、四正丁基氟化铵、三(3,6-三氧杂庚基)胺(TDA-1),特别优选使用N,N`-二甲基-1,2-环己二胺。
将配位体以所需催化作用会出现的比率添加到金属催化剂中。
根据本发明,配位体与金属催化剂的比率为0.5至10当量,优选为1至5当量。
反应优选在碱的存在下进行。有用的实例包括碱金属和碱土金属的氢氧化物例如KOH、NaOH、Ca(OH)2,氟化物例如KF,磷酸盐例如K3PO4以及碳酸盐例如碳酸钾、苏打、碳酸铯或膦腈碱,醇盐如叔丁醇钠,或者酚盐如苯酚钠。
依据本发明,所使用的碱的浓度为0.5至5当量、优选1.0至3当量,基于式(II)的酰胺计。
本发明的酰胺与卤代苯衍生物的反应优选在溶剂中进行。
所使用的溶剂优选为二噁烷、THF、二甘醇二甲醚、甲苯、二甲苯、DMF。
依据本发明,酰胺和卤代苯衍生物彼此以等摩尔比反应。在另一个实施方案中,卤代苯衍生物也可过量使用,例如作为溶剂。
依据本发明,酰胺与卤代苯衍生物在20至200℃、优选70至150℃的温度下反应。
在本发明的一个特别优选的实施方案中,使式(V)的酰胺与式(X)的化合物反应来获得式(XI)的酰胺,
其中X基团为卤素,
以下实施例旨在详细地说明本发明的主题,而无意于对其进行限制。
实施例
1-溴-2-(1,3-二甲基丁基)苯
在10℃下,将28.4g 2-(1,3-二甲基丁基)苯胺溶于134.9g(667mmol) 40%氢溴酸的冰醋酸溶液中,并与12.5g(181mmol)亚硝酸钠在1.5h内、在搅拌下分批混合。之后,加入0.5g铜粉,并使该混合物沸腾回流1小时。随后,加入120ml水和氢氧化钠溶液,直至pH达12,并除去有机相,用稀盐酸洗涤,并通过减压蒸发浓缩。在处于0.3mbar/70℃的微量蒸馏仪(Kugelrohr)中蒸馏并通过制备型HPLC对主要馏分进行纯化之后,获得了淡黄色油状物,纯度为99.4%(由HPLC确定)。
1H NMR(400MHz、CDCl3):0.89(dd、6H)、1.17(d、3H)、1.32-1.38和1.46-1.53(2m、AB、2x1H)、1.54-1.6(m、1H)、3.34(m、1H)、7(m、1H)、7.21-7.28(m、2H)、7.52(d、1H)。
5-氟-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺
在20-35℃下,将19.9g的5-氟-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-羰基氯滴加至35g的25%氨水与170ml THF的混合物中。搅拌4小时后,通过减压蒸发浓缩有机溶剂馏分,并将0.2mol的碳酸钾和氯化钠加入饱和相。在用乙酸乙酯萃取四次并通过减压蒸发对合并的有机相进行浓缩之后,获得了16.6g黄色固体。
1H NMR(400MHz、d6-DMSO):2.64(s、3H)、3.63(s、3H)、6.9(宽s、1H)、7.18(宽s、1H)。
N-[2-(1,3-二甲基丁基)苯基]-5-氟-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺
在氩气气氛下,将0.221g(1.16mmol)碘化铜、3.21g(23.22mmol)碳酸钾和2.189g 5-氟-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺的混合物与330mg(2.322mmol)的N,N`-二甲基-1,2-环己二胺、2.8g(11.6mmol)1-溴-2-(1,3-二甲基丁基)苯和30ml甲苯混合。沸腾回流一天后,将混合物倒入水和10ml 5%EDTA的溶液中。随后,用乙酸乙酯将该混合物萃取三 次,并通过减压蒸发浓缩。将油性残留物溶解于甲苯中,并搅拌混入正己烷中。通过抽吸滤出沉淀结晶之后,获得了3.3g(理论产量的89%)的N-[2-(1,3-二甲基丁基)苯基]-5-氟-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺,纯度(HPLC)为99%。