CN103539748A - 制备5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2h)-嘧啶基)苯硫酚化合物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在一个反应器内直接制备5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚化合物的方法。

Description

制备5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚化合物的方法
技术领域
本发明涉及一种制备由下述化学式1表示的5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚化合物的方法。
【化学式1】
Figure BDA00003499538100011
化学式1中，R1和R2相同或不同，并可分别表示氢原子、卤原子或C1-C6烷基，R3表示氢原子或C1-C6烷基。
背景技术
5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚化合物是在药品和农药等有机合成领域中用于合成含硫醚基（-S-）化合物的重要中间体化合物。
韩国专利申请公开第2010-0038052号中曾经将由化学式1表示的5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚化合物用作中间体来合成具有除草活性的下述结构的尿嘧啶系化合物。
Figure BDA00003499538100012
因此，在使用有机合成法制备食品、药品、农药等的领域中，由化学式1表示的5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚化合物可作为重要中间体使用。
对此，本发明人为改善制备方法而努力研究，从而完成了本发明，开发出能够更容易合成且工业用途更广泛的制备由化学式1表示的化合物的方法。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种制备5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚化合物的方法。
具体地，本发明的目的在于提供通过一锅反应直接制备含硫醚基（-S-）的，在合成食品、药品和农药等的有机合成领域中作为中间体化合物有用的，由化学式1表示的5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚化合物的方法。
技术方案
如下述反应式1所示，根据本发明的方法的特征在于，使由下述化学式2表示的5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯磺酰氯化合物在还原剂、乙酸和盐酸存在的情况下进行反应，从而制备由下述化学式1表示的5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚化合物。
【反应式1】
Figure BDA00003499538100021
在反应式1中，R1、R2和R3分别如化学式1中所定义。
本发明的效果
本发明的方法将含磺酰氯基（-SO2Cl）的由化学式2表示的化合物用作原材料，通过一锅反应将磺酰氯基直接转换成巯基（-SH），因此能够简化工序。
此外，本发明的方法能够缩短反应时间，还能减少副产物的产生。
本发明的方法通过简化工序、缩短反应时间和减少副产物的产生，目标产物的产率和纯度得到提高，因此已制备的由化学式1表示的化合物不经过额外的提纯过程也能直接用于后续制备过程。
具体实施方式
本发明涉及在一个反应器中将磺酰氯基（-SO2Cl）转换成巯基（-SH）的方法。
具体地，本发明涉及一种通过使由下述化学式2表示的5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯磺酰氯化合物在还原剂、乙酸和/或盐酸存在的情况下进行反应，从而制备由下述化学式1表示的5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚化合物的方法。
【化学式2】
Figure BDA00003499538100031
【化学式1】
Figure BDA00003499538100032
在化学式1或化学式2中，R1和R2相同或不同，并分别表示氢原子、卤原子或C1-C6烷基，R3表示氢原子或C1-C6烷基。优选地，由化学式1表示的化合物中R1和R2相同或不同，并可分别是氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）或碘（I），R3是氢原子、甲基、乙基或丙基。更优选地，由化学式1表示的化合物是2-氯-4-氟-5-(3,6-二氢-3-甲基-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚。
对于实现本发明的目的而使用的还原剂的种类没有限制，但作为例子，可以从氢化铝锂（LiAlH4）、路易斯酸、红磷（Red P）和锌金属（Zn）中选择使用。所述还原剂以由化学式2表示的化合物1摩尔为基准使用1～10摩尔比，优选地使用3～6摩尔比。作为所述还原剂使用的路易斯酸是选自铝、锡和锌的金属的氯化物，具体地可以使用AlCl3、SnCl4、SnCl2或ZnCl2等。此外，作为还原剂使用红磷（Red P）时，优选地在添加碘（I2）催化剂的条件下进行反应。此时，碘（I2）以红磷的使用量为基准可以以0.001～0.1摩尔比范围使用。上述的还原剂下的反应可以在酸存在的情况下进行，优选地使用乙酸（AcOH）和/或盐酸（HCl）进行。
通常，化学反应根据前体和取代基，根据物理/化学特性、三维结构等，反应与否、反应效率、副产物的种类和量等会显著不同，因此如果不通过直接的实验和确认、分析，就不能采用用于获得目标产物的制备和/或生产工序。此外，从化学领域的经验、化学理论和常识上理当被诱导的化学反应，实际却以预料之外的反应进行的情况也多，因此为了确认实际进行了目标反应，是否获得了期望的量的目标产物，需要使各个对象化合物实际反应并确认结果。本发明的将被取代的芳香族有机化合物的磺酰氯基（-SO2Cl）转换成巯基（-SH）的反应也根据前体结构和反应添加物，其反应的成功与否、反应速度、产物的量、收益率等会不同。此外，由化学反应产生的多数物质中，为了获得目标产物，在多阶段反应的中间阶段中，也会经过仅提取或分离鉴定需要参与最终反应的物质而使其再次参与反应的繁琐的步骤。本发明的方法是克服了这种本领域中的难点和特性而实现的方法，不经过额外的分离与鉴定，在一个容器中进行反应，但能够实现高收益率。
本发明在一个容器内将磺酰氯基（-SO2Cl）直接转换成巯基（-SH），因此是非常适合用于工业的具有经济性的方法。
下面对本发明进行更详细的说明。
一方面，根据本发明的一锅反应在一个反应器中添加由化学式2表示的5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯磺酰氯化合物、还原剂、乙酸和盐酸并反应，就能直接制备由化学式1表示的5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚化合物。
另一方面，根据本发明的一锅反应在一个反应器中添加由化学式2表示的5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯磺酰氯化合物、还原剂和乙酸并充分反应后，在所述反应器中另外添加盐酸进行反应，则能够直接制备由化学式1表示的5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚化合物。
作为实施本发明的方法的优选实施例，能够进行以下步骤来制备由化学式1表示的化合物：（a）在反应器内，向由化学式2表示的化合物中添加红磷（RedP）、碘（I2）和乙酸；（b）加热并回流反应混合物后冷却；（c）向冷却的所述反应混合物中添加盐酸；以及（d）在搅拌下加热添加有盐酸的所述反应混合物，获得由化学式1表示的化合物。
本发明的方法中，作为反应溶剂可以进一步使用常规的有机溶剂，例如乙醇、甲醇、四氢呋喃、4-二氧己环、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷等，但在本发明的实施例中未使用另外的有机溶剂而使用过量的乙酸进行了反应。
反应温度维持在0℃至溶剂的回流温度范围内，具体地维持在0℃至200℃，优选地维持在100℃至200℃的加热温度。
实施本发明的方法的优选实施例是在一个反应器中加入由化学式2表示的化合物、红磷（Red P）、碘（I2）、乙酸和盐酸，并以100℃至200℃的温度进行回流，从而直接制备由化学式1表示的化合物。
此外，实施本发明的方法的优选实施例是在一个反应器中添加由化学式2表示的化合物、红磷（Red P）、碘（I2）和乙酸，并以120℃至200℃的温度进行回流后，将反应器内部温度冷却至80℃至110℃后添加盐酸，并以80℃至110℃的温度加热并搅拌，从而直接制备由化学式1表示的化合物。
通过实施所述的方法得到的由化学式1表示的化合物能够通过进行简单的减压蒸馏过程获得目标产物。此外，当想要获得高纯度的目标产物时，还可以进行常规的分离提纯过程，例如利用有机溶剂的清洗、分馏、柱层析法。
将根据下述实施例对以上所说明的本发明进行更详细的说明，但本发明并不限于此。
【实施例】
参考例1：2-氯-4-氟-5-(3,6-二氢-3-甲基-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚的合成（路易斯酸反应）
将2-氯-4-氟-5-(3,6-二氢-3-甲基-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯磺酰氯（3.00g，7.12mmol）、乙酸（22.5mL）和浓盐酸（10.5mL）混合后，加入SnCl2·2H2O（8.04g，35.6mmol）并升温至80℃，搅拌2小时。冷却至室温后，将反应液加入冰水（190mL）中后，用甲基叔丁基醚（50mL×2）进行萃取。收集有机层并用水（100mL）和盐水（100mL）进行清洗。
将有机层用无水硫酸镁进行干燥后，过滤，在减压条件下进行浓缩。用甲苯重结晶后进行干燥，得到白色固体的目标化合物（1.53g，60.6%）。
TLC Rf0.25（乙酸乙酯:己烷，体积比1:3）；1H NMR（300MHz，CDCl3）δ7.35（d，J=9.1Hz，1H），7.29（d，J=9.1Hz，1H），6.38（s，1H），3.88（s，1H），3.58（s，3H）。
参考例2：2-氯-4-氟-5-(3,6-二氢-3-甲基-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚的合成（锌金属反应）
在乙酸（50mL）中加入2-氯-4-氟-5-(3,6-二氢-3-甲基-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯磺酰氯（5.00g，11.9mmol）混合搅拌后，加入锌金属（15.5g，237mmol）。将反应混合物进行加热回流一夜。将反应液冷却至室温后通过硅藻土过滤，去除锌金属。在滤液中加入水（100mL）后，用乙酸乙酯（100mL）进行萃取。将有机层用水（100mL×2）和饱和碳酸氢钠水溶液（100mL）进行清洗。将有机层用无水硫酸镁干燥后进行过滤，在减压条件下进行浓缩。将浓缩的化合物用异丙醇重结晶后进行干燥，得到白色固体的目标化合物（2.00g，47.5%）。
实施例1：2-氯-4-氟-5-(3,6-二氢-3-甲基-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚的合成（红磷反应）
将乙酸（30mL）、红磷（2.21g，71.2mmol）和碘（I2，0.181g，0.712mmol）混合搅拌后，加入2-氯-4-氟-5-(3,6-二氢-3-甲基-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯磺酰氯（15.0g，35.6mmol）后，进行加热回流2小时。
将反应液冷却至100℃后，缓慢加入1N HCl（6mL）后，在110℃温度下搅拌3小时。
将反应器冷却至室温后，通过硅藻土垫（celite pad）过滤反应液，之后将反应液加入到水（150mL）中，用氯化乙烯（120mL×3）进行萃取。将收集到的有机层用水（180mL）和盐水（180mL）进行清洗。将有机层用无水硫酸镁干燥后进行过滤，在减压条件下进行浓缩。将浓缩的化合物用氯化乙烯/己烷（1/5，300mL）凝固后进行干燥，得到白色固体的目标化合物（12.6g，95%）。
工业实用性
如以上所说明的，本发明能够在一个容器内直接获得高纯度和高产率的由化学式1表示的化合物。因此，本发明的方法在大量生产用于含硫醚基（-S-）的药品和农药等合成的中间体化合物时非常有用。

Claims (6)

1.一种制备由下述化学式1表示的5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚化合物的方法，其特征在于，使由下述化学式2表示的5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯磺酰氯化合物在红磷、碘、乙酸和盐酸存在的情况下进行反应来制备：
【化学式2】
Figure FDA00003499538000011
【化学式1】
Figure FDA00003499538000012
在化学式1或化学式2中，R1和R2相同或不同，并分别表示氢原子、卤原子或C1-C6烷基，R3表示氢原子或C1-C6烷基。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，R1和R2相同或不同，并分别表示氟、氯、溴或碘，R3表示氢原子、甲基、乙基或丙基。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由化学式1表示的化合物是2-氯-4-氟-5-(3,6-二氢-3-甲基-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应是在100℃至200℃温度条件下进行。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述反应以一锅反应进行。
6.一种制备由下述化学式1表示的化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（a）在反应器内，向由化学式2表示的5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯磺酰氯化合物中添加红磷、碘和乙酸；
（b）加热并回流反应混合物后，冷却所述反应混合物；
（c）向冷却的所述反应混合物中添加盐酸；以及
（d）在搅拌下加热添加有盐酸的所述反应混合物，获得由下述化学式1表示的5-(3,6-二氢-2,6-二氧-4-三氟甲基-1(2H)-嘧啶基)苯硫酚化合物；
【化学式2】
Figure FDA00003499538000021
【化学式1】
Figure FDA00003499538000022
在化学式1或化学式2中，R1和R2相同或不同，并分别表示氢原子、卤原子或C1-C6烷基，R3表示氢原子或C1-C6烷基。
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