CN101778824B - 制备甲苯胺化合物的方法 - Google Patents

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Abstract

由于氟啶胺为优异的农药活性成分且高度有用,希望以环境友好方式的低成本的简单操作的合适方式有效制备氟啶胺。所需产物用简单的操作通过使用工业有利的反应体系通过包括如下步骤的方法以良好产率得到:使ACTF和DCDNBTF在碱组分,选自酮、腈、醚和酯的溶剂和其量足以基本溶解碱组分的水存在下反应的步骤,(2)用酸中和或酸化反应混合物的步骤,和(3)通过蒸馏从含有作为反应产物的氟啶胺和反应溶剂的混合物中除去溶剂以沉淀产物晶体的步骤。

Description

制备甲苯胺化合物的方法
发明背景
技术领域
本发明涉及一种制备作为农药活性成分(通用名:氟啶胺(fluazinam))的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的方法。
背景技术
USP 4,331,670(专利文献1)公开了一种通过使2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶和2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯在碱和溶剂存在下反应而制备3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的方法,并公开了碱金属氢氧化物、碳酸盐和氢化物,或碱土金属氢氧化物和碳酸盐作为碱的实例以及公开了非质子极性溶剂如二甲基甲酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃(THF)、环丁砜和二噁烷作为溶剂的实例。
WO 2007/060662(专利文献2)公开了甲基异丁基酮(MIKB)在上述USP 4,331,670(专利文献1)中公开的方法中作为溶剂的用途。专利文献2公开了,当使反应中存在的水(难以与MIBK溶混)最小化以减少水解副产物时,获得较高产率,以及公开了存在源自于反应或归属于试剂的高浓度的水增加了水解副产物,并因此降低了产率。专利文献2还公开了溶剂与反应物的比例应大于约10%w/v,以及溶剂优选为纯MIBK(例如纯度为约98%)或水含量小于2%的再循环MIBK,以及在实施例2中描述的作为所需产物的氟啶胺的制备中,反应通过向2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶,2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯和含有1.6%水的MIBK共沸物中加入固体KOH(3.5mol当量)而进行。
专利文献1:USP 4,331,670
专利文献2:WO 2007/060662
发明内容
由于氟啶胺为优异的农药活性成分且高度有用,希望以环境友好方式的低成本的简单操作的合适方式制备氟啶胺。特别需要一种优选从工业生产的成本、反应程序的简化和安全角度考虑的方法。
为了更有效且工业上有利地制备3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺,通过对反应条件和反应程序的深入研究,本发明人员发现有意使用显著量的水带来了各种优点且产生所需产物的高产率,以及使用特定溶剂或在显著量的水存在下使用特定溶剂导致优异的反应产率并且有利于后处理操作如产物分离、纯化和回收并且基于这些发现完成了本发明。
即,本发明提供了如下方面。
[1]一种制备3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的方法,其包括(1)使2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶和2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯在选自碱金属氢氧化物和碳酸盐和碱土金属氢氧化物和碳酸盐作为碱性物质的碱组分,选自酮、腈、醚和酯的溶剂和其量足以基本溶解碱组分的水存在下反应的步骤,(2)用酸中和或酸化反应混合物的步骤,和(3)通过蒸馏从含有作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺和反应溶剂的混合物中除去溶剂以沉淀产物晶体的步骤。
[2]根据[1]的方法,其中碱性物质为氢氧化钠或氢氧化钾,且溶剂为酮、腈、醚或酯。
[3]根据[1]或[2]的方法,其中所述溶剂为二噁烷。
[4]根据[1]或[2]的方法,其中所述溶剂为乙酸乙酯。
[5]根据[1]或[2]的方法,其中所述溶剂为乙酸丁酯。
[6]根据[1]或[2]的方法,其中所述溶剂为甲基异丁基酮(MIBK)。
[7]根据[1]或[2]的方法,其中所述溶剂为四氢呋喃。
[8]根据[1]-[7]中任一项的方法,其中所述酸为盐酸。
[9]根据[1]-[7]中任一项的方法,其中所述酸为硫酸。
[10]根据[1]-[9]中任一项的方法,其中在步骤(1)中,相对于1mol的2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶,35-50%的氢氧化钠水溶液,或氢氧化钠水溶液、固体氢氧化钠和水的相应量的混合物以至少2mol,优选6-10mol的量存在。
[11]根据[1]-[10]中任一项的方法,其中在步骤(1)中,相对于全部水和溶剂,水的存在量为至少7%,优选14.8-79%,特别优选20-40%。
[12]根据[1]-[11]中任一项的方法,其中在步骤(1)中,相对于1mol的2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶,2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯的用量为0.8-1.2mol,优选1-1.05mol。
[13]根据[1]-[12]中任一项的方法,其中相对于100g 2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶,所述溶剂的用量为50-1000g,优选100-700g。
[14]根据[1]-[9]中任一项的方法,其中在步骤(2)中,分离反应混合物,并用酸中和有机相或酸化有机相。
[15]根据[1]-[9]和[14]中任一项的方法,其中用酸将pH调至2-7,优选5-6。
[16]根据[1]-[9]中任一项的方法,其中在步骤(3)中,将含有作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺和反应溶剂的混合物与水混合,然后通过蒸馏除去溶剂以沉淀产物晶体。
[17]根据[1]-[9]和[16]中任一项的方法,其中在步骤(3)中,在作为种晶的反应产物的α-晶体存在下沉淀晶体。
[18]一种纯化作为产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的方法,其包括用含水异丙醇洗涤沉淀的晶体以得到具有更少杂质的更纯形式的产物。
[19]根据[18]的方法,其中用水洗涤沉淀的晶体,然后用含水异丙醇洗涤沉淀的晶体。
[20]一种干燥产物的方法,其包括在减压下干燥作为产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺。
[21]根据[20]的干燥产物的方法,其中所述干燥在至多300mmHg的减压下进行。
[22]根据[20]的干燥产物的方法,其中所述干燥在至多200mmHg的减压下进行。
[23]根据[20]-[22]中任一项的干燥产物的方法,其中所述干燥在115℃或更低的温度下进行。
[24]根据[20]-[22]中任一项的干燥产物的方法,其中所述干燥在70℃或更低的温度下进行。
[25]一种制备3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的方法,其包括使2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶和2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯在选自氢氧化钠和氢氧化钾的碱组分,选自酮、腈、醚和酯的溶剂以及其量足以基本溶解碱组分的水存在下反应。
根据本发明,在通过使2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶和2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯反应制备3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺中,不仅可以通过工业上有利的反应体系通过简单的程序以优异产率得到所需产物,而且可有效且工业有利地分离和纯化所需产物。本发明方法得到的高产率的所需产物并因此在工业适用性方面比常规方法有利。此外,从成本、操作和安全的角度,也是一种极为优异的工业方法。
从如下描述中,本发明的其他目的、特征、优点和方面对本领域熟练技术人员是清楚的。然而,应理解的是本说明书中的如下描述和具体实施例仅为了解释的原因说明本发明的优选实施方案。根据如下描述和本说明书的剩余部分的教导,本领域熟练技术人员易于理解在本发明目的和本说明书公开的本发明范围内的各种可能变化和/或变型。本说明书中涉及的所有专利文献和参考文献出于解释的原因而进行参考,并且它们的内容应理解为作为本说明书的一部分引入本说明书中。
进行本发明的最佳模式
必须在足够的碱浓度,优选在最高可能的碱浓度或在高的碱条件下进行上述步骤(1)。然而,存在碱的晶体使程序不利地复杂化,因为必须过滤反应混合物或需要用于它们溶解的大量水。作为碱性物质,可提及碱组分,如碱金属氢氧化物和碳酸盐,碱土金属氢氧化物和碳酸盐,特别可提及氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钙和碳酸镁。优选提及氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氢氧化镁。选自氢氧化钠和氢氧化钾的碱优选用于工业应用。由于可在工业上以低价格获得,特别优选氢氧化钠。优选碱以水溶液形式存在于体系中。固体碱如氢氧化钠可加入反应体系中以调节碱浓度。为了简化,本发明参考氢氧化钠作为碱性物质的典型实例进行描述,当然可使用其他碱性物质代替氢氧化钠。
在步骤(1)中,相对于1mol的2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶,反应体系中可存在至少2mol,优选6-10mol碱组分,例如至少2mol,优选6-10mol的30-50%氢氧化钠水溶液,或相应量的碱如氢氧化钠和水。碱水溶液,如上述氢氧化钠水溶液在反应溶液中的浓度优选为35-50%,特别优选37-48%。当然,所述水溶液或相应量的碱如氢氧化钠和水可通过使用预先制备的预定浓度的碱水溶液,如氢氧化钠水溶液而掺入反应体系中。当将含水材料如未干燥的潮湿2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶或再循环溶剂用于反应时,可通过考虑材料中的水来使用固体碱如氢氧化钠和水,从而在反应器中得到上述水溶液,并且本发明包括这种情况。例如,可升高碱水溶液如氢氧化钠水溶液在反应体系中的浓度,只要在分离所需产物时碱如氢氧化钠不以晶体或固体形式剩余在反应体系中。
在步骤(1)中,所述反应在含有显著量的水的反应体系中进行。在反应体系中含有显著量的水是指足以不留下晶体或固体形式的碱如氢氧化钠的量,从而在反应后分离所需产物时,不必通过固-液分离如过滤而分离碱或通过加入水溶解碱。例如,相对于全部水和溶剂,可存在至少7%,优选14.8-79%水并且通常存在20-40%的水。
在步骤(1)中,可相对于1mol的2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶使用0.8-1.2mol的2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯。优选相对于1mol的2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶可使用1-1.05mol的2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯。反应(1)为2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶和2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯之间的缩合反应,并且考虑到后者的略微损失,优选以上述范围中的比例使用两种原料,尽管在理论上它们以等摩尔量使用。然而,它们的比例也可超出上述范围。
在步骤(1)中,相对于100g 2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶可使用50-1000g,优选100-700g溶剂。除了显著量的水,用于本发明方法的溶剂选自酮、腈、醚和酯。作为溶剂,可提及酮如丙酮、甲基异丁基酮(MIBK)、甲基乙基酮,腈如乙腈,醚如二甲醚、乙醚、二异丙基醚、甲基叔丁基醚、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、二噁烷、环戊基甲基醚、四氢吡喃或四氢呋喃,酯如乙酸的甲酯、乙酯、正丙酯、异丙酯、正丁酯、异丁酯、叔丁酯等。作为溶剂,优选甲基异丁基酮(MIBK)、甲基乙基酮、乙腈、甲基叔丁基醚、1,2-二甲氧基乙烷(DME)、1,2-二乙氧基乙烷(DEE)、二噁烷、环戊基甲基醚、四氢吡喃(THP)、四氢呋喃(THF)、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸叔丁酯等。使用这种溶剂不仅适用于在反应(1)中获得较高产率,而且在本发明方法中大大简化了回收所需产物的操作。这种溶剂与水溶混或与水形成低沸点共沸物。
步骤(1)中的反应程序如其中将原料和溶剂供入反应器中的顺序根据反应为放热反应以及2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯易于水解的考虑而确定。最佳程序包括首先在反应器中供入2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶和给定量的溶剂,将它们混合,然后供入碱水溶液如氢氧化钠水溶液和/或碱如固体氢氧化钠,需要的话进一步加入水以调节所得溶液的碱度,将所得溶液混合,将所得混合物暂时冷却至5-30℃,供入溶解在溶剂中的2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯。程序可考虑到待使用的反应原料的价格和反应条件而适当改变。
用于反应的反应温度为10-40℃,优选15-35℃。反应时间为约0.5-5小时,优选约1.0-3.5小时。反应可在惰性气体如氮气或氩气的气氛下进行。反应的进行或完成可通过仪器分析如HPLC监测。在反应完成后,用酸中和或酸化反应混合物以钝化反应混合物中的过量碱并从其盐与碱如钠的盐中释放游离的反应产物。
在步骤(2)中,酸用于将反应(1)完成后得到的反应混合物中和或酸化。酸优选为盐酸或硫酸(考虑到它们的工业可获取性),然而可使用任何浓度的任何酸,只要它可中和或酸化反应(1)完成后的反应混合物。酸的用量使得其可中和或酸化反应混合物。当酸以高浓度使用时,水可预先加入反应器中。例如,在步骤(2)中,可将步骤(1)之后得到的反应混合物调节至pH为2-7,优选pH为5-6。
另外,在步骤(2)中,可直接中和或酸化步骤(1)之后得到的反应混合物,或可中和或酸化从反应混合物中分离的有机相。在本发明方法中,由于反应产物以碱盐如钠盐形式形成并可迁移入有机相中,在分离反应后的反应混合物时不存在产物损失。在分离前向反应器中加入水除去了过量氢氧化钠或得至反应的盐如氯化钠并且在随后中和或酸化有机相时有利于控制反应体系的体积。
在步骤(3)中,在通过蒸馏从步骤(2)中和或酸化的有机相(即含有反应产物和溶剂的混合物)中除去反应溶剂时,或在向混合物(含有作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺和溶剂的)中加入水,随后通过蒸馏除去溶剂时,作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺在水中结晶。
当在步骤(3)中加入水时,水量在严格意义上不影响步骤(3)中的程序。然而,使用过少或过大量的水在通过过滤回收沉淀的晶体时造成效率过低。在向有机相中加入给定量的水后,产物保持溶解在溶剂中,并且由于通过蒸馏除去溶剂,产物在水中结晶。
步骤(3)中的溶剂与步骤(1)中使用的溶剂相同。溶剂可通过在10-65℃的温度下,任选在减压下蒸馏而除去。除去的溶剂通常作为水共沸物回收并可在本发明方法中再循环。
在本发明中得到的所需产物的晶体,如3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺(通用名:氟啶胺)的晶体为公开于The Pesticide Manual(农药手册),第13版等中的已知化合物并且为称作α-晶体的熔点为115-117℃的浅黄色晶体。具有较低熔点的不同形式的晶体称作β-晶体。从制备控制的角度,稳定生产α-晶体是所希望的。
在步骤(3)中,结晶可在作为种晶的产物的α-晶体存在下进行。当进行这种操作时,晶体以α-晶体的形式沉淀。此时,溶剂可通过除去约50-95%的溶剂,供入种晶,然后除去剩余溶剂而两步蒸除。该操作确保了α-晶体的沉淀和回收。
在步骤(3)中沉淀于水中的晶体可通过常规过滤而容易地回收。
在步骤(3)中沉淀的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的晶体可通过用含水异丙醇洗涤而纯化。在通过洗涤的纯化方法中,可用水预先洗涤原料,然后用含水异丙醇洗涤。可适当选择用于洗涤的含水异丙醇的水含量,以使不显著溶解所需的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的晶体。具有低水含量的异丙醇(IPA)不利于溶解所需的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺晶体。通常使用至多90%的含水异丙醇,优选至多85%的含水异丙醇。相对于100g作为原料的所需产物的晶体,含水异丙醇的用量为50-500g,优选100-200g。
用含水异丙醇洗涤在步骤(3)中的沉淀的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的晶体的结果如下所述。当用85%的含水异丙醇洗涤起始晶体(PhOH衍生物,0.25;杂质1,0.63;杂质2,0.80;其它杂质,2.27;所需产物,96.05)时,在洗涤之后得到晶体(PhOH衍生物,0;杂质1,0;杂质2,0;其它杂质,0.74;所需产物,99.26)。PhOH衍生物是指2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯(DCDNBTF)的分解产物,杂质1是指2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶(ACTF),杂质2是指DCDNBTF,所需产物是指3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺。
将得到的产物3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺在减压下适当干燥得到高纯度的干燥产物。在干燥产物的方法中,可从不导致所需产物分解的条件中适当选择最佳条件,例如干燥可在最多300mmHg的减压,或至多200mmHg的减压下进行。在干燥方法中,产物可例如在115℃或更低的温度,或70℃或更低的温度下干燥。干燥方法可有效提供具有良好纯度的农药活性成分的稳定制备。
如此获得的晶体用各种辅助剂配制为粉末、可湿性粉末、悬浮液形式的产品。
现在,本发明参考实施例详细描述。然而,这些实施例仅是为了解释的具体实施方案并且绝不意味着限制或限定本发明范围。应理解的是本发明可以基于本说明书的概念以各种模式进行。
所有实施例通过或可通过对本领域熟练技术人员普通或常用的标准技术进行。
实施例1
将33.7g 2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶(ACTF)(纯度99%,0.170mol),130.3g MIBK和14.5g水供入配有搅拌器、温度计和滴液漏斗的四颈烧瓶中,然后与109.61g 48%NaOH水溶液和3.59g NaOH片(纯度99%)在搅拌下混合。将所得混合物冷却至约15℃,滴加入97.10g(0.175mol)55%2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯(DCDNBTF)/MIBK溶液,同时将温度保持在30℃或更低。然后使反应在20-30℃下进行约1小时。
将33.4g水加入反应混合物中,除去作为下层分离的水相。将73.5g水加入MIBK层中,然后滴加入70%硫酸用于中和直至pH达到5-6。除去作为下层的水层以得到作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的MIBK溶液。在向MIBK溶液加入68.2g水之后,通过在减压(150mmHg)下蒸馏除去MIBK,直到达到57℃的内部温度。然后,加入作为种晶的0.07g的α-晶体和110g水,通过在减压(140mmHg)下蒸馏除去MIBK直至达到59℃的内部温度。
将所得浆料在减压下过滤,将所得滤饼用138g水和90.5g 85%含水异丙醇洗涤。将所得黄色晶体在60℃下干燥得到69.0g 3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺。
实施例2
将24.8g ACTF(纯度99%,0.125mol)和96g乙酸乙酯供入配有搅拌器、温度计和滴液漏斗的四颈烧瓶中,然后与93.9g 44%NaOH水溶液混合。将所得混合物冷却至约10℃,并加入40.48g DCDNBTF粉末(纯度98.3%,0.131mol),同时将温度保持在30℃或更低。然后使反应在室温下进行约3小时。
在加入64g水之后,用63.4g 70%硫酸中和反应混合物直至达到pH为5-6。除去作为下层分离的水相以得到作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的乙酸乙酯溶液。
将50g水加入乙酸乙酯溶液,并通过在减压(250mmHg)下蒸馏除去乙酸乙酯。将残留物缓慢冷却至约20℃的内部温度,并将所得浆料在减压下过滤。将所得滤饼用100g水和80g 85%含水IPA洗涤。将所得黄色晶体在60℃下干燥得到47.0g 3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺。
实施例3
将49.6g ACTF(纯度99%,0.25mol)和192g乙酸丁酯供入配有搅拌器、温度计和滴液漏斗的四颈烧瓶中,然后与187.8g 44%NaOH水溶液在搅拌下混合。
将所得混合物冷却至约10℃,并加入80.96g DCDNBTF粉末(纯度98.3%,0.262mol),同时将温度保持在30℃或更低。然后使反应在室温下进行约1.5小时。
在加入128g水之后,用126.8g 70%硫酸中和反应混合物直至达到pH为5-6。除去作为下层分离的水相以得到作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的乙酸丁酯溶液。
将100g水加入乙酸丁酯溶液,并通过在减压(130mmHg)下蒸馏除去乙酸丁酯,直到内部温度达到50℃。在溶液达到常规温度之后,作为种晶加入0.1g 3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的α-晶体,并进一步加入163g水。乙酸丁酯通过在减压(120mmHg)下蒸馏除去,直至达到45℃的内部温度。将残留物缓慢冷却至约20℃的内部温度,并将所得浆料在减压下过滤。用200g水和160g 85%含水IPA洗涤所得滤饼。将所得黄色晶体在60℃下干燥得到100.44g 3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺(熔点117-119.5℃)。
实施例4
将33.7g ACTF(纯度99%,0.170mol)和含有10%水的144.8g二噁烷供入配有搅拌器、温度计和滴液漏斗的四颈烧瓶中,然后与109.61g 48%NaOH水溶液和3.59g NaOH片(纯度99%)在搅拌下混合。将所得混合物冷却至约15℃,并滴加入97.10g(0.175mol)55%DCDNBTF/二噁烷溶液,同时将温度保持在30℃或更低。然后在20-30℃下进行反应约2小时。
将33.4g水加入反应混合物中,并除去作为下层分离的水层。在加入73.5g水之后,通过滴加入70%的硫酸将二噁烷层中和至pH为5-6。除去作为下层分离的水层,以得到作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的二噁烷溶液。将68.2g水加入二噁烷溶液,且二噁烷通过在减压下蒸馏除去(250mmHg),直到内部温度达到56℃。在加入作为种晶的0.07gα-晶体之后,滴加入111g水以沉淀晶体。二噁烷进一步通过在减压(150mmHg)下蒸馏除去,直到内部温度达到60℃。
将所得浆料在减压下过滤,将所得滤饼用138g水和90.5g 85%含水IPA洗涤。将所得黄色晶体在60℃下干燥得到74.0g 3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺。
实施例5
将20.34g ACTF(纯度96.6%,0.1mol)和76.4g乙腈供入配有搅拌器、温度计和滴液漏斗的四颈烧瓶中,然后与70.3g 44%NaOH水溶液在搅拌下混合。将所得混合物冷却至约15℃,滴加入58.2g 55%DCDNBTF/乙腈溶液(纯度97.6%),同时将温度保持在30℃或更低。然后使反应在20-25℃下进行约3小时。
加入19.7g水,并除去作为下层分离的水层。在加入43.2g水之后,通过滴加入70%的硫酸将乙腈层中和至pH为5-6。除去作为下层分离的水层,以得到作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的乙腈溶液。将40.1g水加入乙腈溶液,并在减压(150mmHg)下除去约90g乙腈。在加入作为种晶的α-晶体之后,滴加入65.2g水以沉淀晶体。乙腈进一步通过在减压(150mmHg)下蒸馏除去,直到内部温度达到60℃。
将所得浆料在减压下过滤,用81.4g水和62.3g 85%含水IPA洗涤滤饼。将所得黄色晶体在50℃下干燥得到40.1g 3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺。
实施例6
将20.34g ACTF(纯度96.6%,0.1mol)和76.4g DME供入配有搅拌器、温度计和滴液漏斗的四颈烧瓶中,然后与70.3g 44%NaOH水溶液在搅拌下混合。加入58.2g 55%DCDNBTF/DME溶液(纯度97.6%),同时将温度保持在30℃或更低。然后,使反应在25-30℃下进行约1小时。
将19.7g水加入反应混合物中,并除去作为下层分离的水层。在加入43.2g水之后,通过滴加入70%的硫酸将DME层中和至pH为5-6。将作为上层分离的水层除去,得到作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的DME溶液。
将40.1g水加入DME溶液,且DME通过在减压(250mmHg)下蒸馏除去,直到内部温度达到55℃。在加入作为种晶的α-晶体之后,滴加入65.2g水以沉淀晶体。DME进一步通过在减压(150mmHg)下蒸馏除去,直到内部温度达到56℃。
将所得浆料在减压下过滤,将滤饼用81.4g水和62.3g 85%含水IPA洗涤。将所得黄色晶体在50℃下干燥得到43.5g 3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺。
实施例7
将20.34g ACTF(纯度96.6%,0.1mol)和76.4g DEE供入配有搅拌器、温度计和滴液漏斗的四颈烧瓶中,然后与70.3g 44%NaOH水溶液在搅拌下混合。加入58.2g 55%DCDNBTF/DEE溶液(纯度97.6%),同时将温度保持在30℃或更低。然后,使反应在25-30℃下进行约5小时。
将19.7g水加入反应混合物中,并除去作为下层分离的水层。在加入43.2g水之后,通过滴加入70%的硫酸将DEE层中和至pH为5-6。除去作为下层分离的水层,以得到作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的DEE溶液。
将40.1g水加入DEE溶液,且DEE通过在减压(250mmHg)下蒸馏除去,直到内部温度达到58℃。在加入60g水之后,DEE通过在减压下蒸馏除去(80mmHg),直到内部温度达到50℃。在加入作为种晶的α-晶体之后,滴加入60g水以沉淀晶体。DEE进一步通过在减压下蒸馏除去(80mmHg),直到内部温度达到45℃。
将所得浆料在减压下过滤,将滤饼用81.4g水和62.3g 85%含水IPA洗涤。将所得黄色晶体在50℃下干燥得到44.7g 3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺。
实施例8
将20.34g ACTF(纯度96.6%,0.1mol)和76.4g THP供入配有搅拌器、温度计和滴液漏斗的四颈烧瓶中,然后与70.3g 44%NaOH水溶液在搅拌下混合。将所得混合物冷却至约15℃,并滴加入58.0g 55%DCDNBTF/THP溶液(纯度97.2%),同时将温度保持在30℃或更低。然后使反应在20-25℃下进行约6小时。
将19.7g水加入反应混合物中,并除去作为下层分离的水层。在加入43.2g水之后,通过滴加入70%的硫酸将THP层中和至pH为5-6。除去作为下层分离的水层,以得到作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的THP溶液。
将40.1g水加入THP溶液,并且约70g THP通过在减压下蒸馏除去(150mmHg)。在加入作为种晶的α-晶体之后,滴加入65.2g水以沉淀晶体。THP进一步通过在减压(150mmHg)下蒸馏除去,直到内部温度达到60℃。
将所得浆料在减压下过滤,将滤饼用81.4g水和62.3g 85%含水IPA洗涤。将所得黄色晶体在50℃下干燥得到42.7g 3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺。
实施例9
将24.8g 2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶(ACTF)(纯度99%,0.125mol)和95.8g THF供入配有搅拌器、温度计和滴液漏斗的四颈烧瓶中,然后与93.9g44%NaOH水溶液在搅拌下混合。将所得混合物冷却至约15℃,并且滴加入71.7g(0.129mol)55%2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯(DCDNBTF)/THF溶液,同时将温度保持在30℃或更低。然后,使反应在20-30℃下进行约3小时。
在加入126.6g水之后,用70%的硫酸将反应混合物中和至pH为5-6。除去作为下层分离的水层,以得到作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的THF溶液。将50g水加入THF溶液,且THF通过在减压(250mmHg)下蒸馏除去,直到内部温度达到57℃。将残留物缓慢冷却至约55℃的内部温度,并滴加入91.2g水以沉淀晶体。THF进一步通过在减压(150mmHg)下蒸馏除去,直到内部温度达到63℃。
将所得浆料过滤,将滤饼用136g水和78.9g 85%含水异丙醇(含水IPA)洗涤。将所得黄色晶体在60℃下干燥得到55.2g 3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺。
实施例10
将33.7g ACTF(纯度99%,0.170mol)和144.8g含有10%水的THF供入配有搅拌器、温度计和滴液漏斗的四颈烧瓶中,然后与109.61g 48%NaOH水溶液和3.59g NaOH片(纯度99%)在搅拌下混合。将所得混合物冷却至约15℃,并滴加入97.10g(0.175mol)55%DCDNBTF/THF溶液,同时将温度保持在30℃或更低。然后,使反应在20-30℃下进行约2小时。将33.4g水加入反应混合物中,并除去作为下层分离的水层。在加入73.5g水之后,通过滴加入70%的硫酸将THF层中和至pH为5-6。除去作为下层分离的水层,以得到作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的THF溶液。将68.2g水加入THF溶液,并且THF通过在减压(250mmHg)下蒸馏除去,直到内部温度达到56℃。在加入0.07g作为种晶的α-晶体之后,滴加入111g水以沉淀晶体。THF进一步通过在减压(150mmHg)下蒸馏除去,直到内部温度达到60℃。
将所得浆料在减压下过滤,将滤饼用138g水和90.5g 85%含水IPA洗涤。将所得黄色晶体在60℃下干燥得到74.7g 3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺(熔点117.5-120℃)。
实施例11
将54.5g KOH(纯度85%)和50.8g水供入配有搅拌器、温度计和滴液漏斗的四颈烧瓶中,然后在搅拌下冷却至20-30℃并与19.8g 2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶(ACTF)(纯度99%,0.100mol)和76.6g THF混合。
将所得混合物冷却至约20℃,并且滴加入57.5g(0.103mol)55%2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯(DCDNBTF)/THF溶液,同时将温度保持在30℃或更低。然后,使反应在20-30℃下进行2小时。
将19.9g水加入反应混合物中,并除去水层。在加入39.3g水之后,用35%的浓盐酸将有机层调节至pH为5-6。又除去水层,得到作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的THF溶液。
将40.1g水加入THF溶液,并且THF通过在减压(250mmHg)下蒸馏除去,直到内部温度达到52℃。在相同内部温度下加入0.04gα-晶体作为种晶,并滴加入65.3g水以沉淀晶体。THF进一步通过在减压(150mmHg)下蒸馏除去,直到内部温度达到62℃。
在除去THF结束之后,加入37.4g水以改善分散性,并将浆料冷却至25℃或更低。
在减压下过滤浆料,将滤饼用81.4g水和53.25g 85%含水异丙醇(含水IPA)洗涤。将所得黄色晶体在60℃下干燥得到43.2g 3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺。
实施例12
将16.5g KOH(纯度85%)和9.00g水供入配有搅拌器、温度计和滴液漏斗的四颈烧瓶中,然后在搅拌下冷却至20-30℃并与19.8g ACTF(纯度99%,0.100mol)和76.6g THF混合。
将所得混合物冷却至约20℃,并滴加入57.5g(0.103mol)55%DCDNBTF/THF溶液,同时将温度保持在30℃或更低。然后,使反应在20-30℃下进行约22小时。
将49.9g水加入反应混合物中并除去水层。在加入39.3g水之后,用35%的浓盐酸将有机层的pH调节至5-6。又除去水层得到作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的THF溶液。
将40.1g水加入THF溶液,并且THF通过在减压下蒸馏除去(250mmHg),直到内部温度达到60℃。在相同的内部温度下加入0.04gα-晶体作为种晶,并滴加入65.3g水以沉淀晶体。THF进一步通过在减压(150mmHg)下蒸馏除去,直到内部温度达到60-62℃。在THF的除去结束之后,加入37.4g水以改善分散性,并将浆料冷却至25℃或更低。
将浆料在减压下过滤,将滤饼用81.4g水和53.25g 85%含水异丙醇(含水IPA)洗涤。将所得黄色晶体在60℃下干燥得到40.2g 3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺。
实施例13
将59.4g KOH(纯度85%)和84.9g水供入配有搅拌器、温度计和滴液漏斗的四颈烧瓶中,然后在搅拌下冷却至20-30℃并与19.8g ACTF(纯度99%,0.100mol)和76.6g THF混合。
将所得混合物冷却至约20℃,并滴加入57.5g(0.103mol)55%DCDNBTF/THF溶液,同时将温度保持在30℃或更低。然后,使反应在20-30℃下进行约6小时。
将19.6g水加入反应混合物中,除去水层。在加入39.3g水之后,用35%的浓盐酸将pH调节至5-6。又除去水层,得到作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的THF溶液。
将40.1g水加入THF溶液并且THF通过在减压下蒸馏除去(250mmHg),直到内部温度达到56℃。在相同内部温度下加入0.04gα-晶体作为种晶,并滴加入65.3g水以沉淀晶体。THF进一步通过在减压(150mmHg)下蒸馏除去,直到内部温度达到60℃。在除去THF结束之后,加入37.4g水以改善分散性,并将浆料冷却至25℃或更低。
将浆料在减压下过滤,将滤饼用81.4g水和53.25g 85%含水异丙醇(含水IPA)洗涤。将所得黄色晶体在60℃下干燥得到41.9g 3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺。
工业实用性
本发明方法使得可以高产率和工业上有利的方式有效地得到高纯度制备的农药活性成分,氟啶胺,并且使得可以低成本和简单操作有效地从用于其合成的反应体系中分离和纯化所需产物并得到所需产物的干制剂。因此,本发明方法是工业上优异的方法。
显然,本发明可以本文或实施例中所述的那些模式之外的其它模式实施。鉴于本文的教导,对本发明的许多变化和/或变型是可能的并且落在所附权利要求的范围内。
此处通过参考引入2007年8月2日申请的日本专利申请号2007-202210,2007年8月2日申请的日本专利申请号2007-202220,2007年10月12日申请的日本专利申请号2007-266000以及2008年2月19日申请的日本专利申请号2008-037841,包括说明书、权利要求和摘要在内的全部公开内容。

Claims (17)

1.一种制备3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的方法,其包括(1)使2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶和2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯在选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱土金属氢氧化物和碱土金属碳酸盐作为碱性物质的碱组分,选自酮、腈、醚和酯的溶剂和其量足以基本溶解碱组分的水存在下反应的步骤,(2)用酸中和或酸化反应混合物的步骤,和(3)通过蒸馏从含有作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺和反应溶剂的混合物中除去溶剂以沉淀产物晶体的步骤,其中在步骤(1)中,相对于全部水和溶剂,水的存在量为20-40%。
2.根据权利要求1的方法,其中碱性物质为氢氧化钠或氢氧化钾,且溶剂为酮、腈、醚或酯。
3.根据权利要求1的方法,其中所述溶剂为二
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烷。
4.根据权利要求1的方法,其中所述溶剂为乙酸乙酯。
5.根据权利要求1的方法,其中所述溶剂为乙酸丁酯。
6.根据权利要求1的方法,其中所述溶剂为甲基异丁基酮。
7.根据权利要求1的方法,其中所述溶剂为四氢呋喃。
8.根据权利要求1的方法,其中所述酸为盐酸。
9.根据权利要求1的方法,其中所述酸为硫酸。
10.根据权利要求2的方法,其中在步骤(1)中,相对于1mol的2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶,35-50%的氢氧化钠水溶液,或氢氧化钠水溶液、固体氢氧化钠和水的相应量的混合物以至少2mol的量存在。
11.根据权利要求1的方法,其中在步骤(1)中,相对于1mol的2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶,2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯的用量为0.8-1.2mol。
12.根据权利要求1的方法,其中相对于100g 2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶,所述溶剂的用量为50-1000g。
13.根据权利要求1的方法,其中在步骤(2)中,分离反应混合物,并用酸中和有机相或酸化有机相。
14.根据权利要求1的方法,其中用酸将pH调至2-7。
15.根据权利要求1的方法,其中在步骤(3)中,将含有作为反应产物的3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺和反应溶剂的混合物与水混合,然后通过蒸馏除去溶剂以沉淀产物晶体。
16.根据权利要求1的方法,其中在步骤(3)中,在作为种晶的反应产物的α-晶体存在下沉淀晶体。
17.一种制备3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基-对甲苯胺的方法,其包括使2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶和2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯在选自氢氧化钠和氢氧化钾的碱组分,选自酮、腈、醚和酯的溶剂以及其量足以基本溶解碱组分的水存在下反应,其中相对于全部水和溶剂,水的存在量为20-40%。
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