CN1071429A - 取代的n-芳基-1，2，4-三唑并嘧啶-2-磺酰胺的制备方法 - Google Patents
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Abstract
取代的1，2，4-三唑并嘧啶-2-磺酰基卤化物与
亲核反应活性大为降低的芳胺类偶联而制备N-(芳
基)-1，2，4-三唑并嘧啶的反应，可通过在吡啶碱和
催化量的二甲亚砜存在的条件下进行而变得容易。
Description
本发明有关于一种制备N-芳基-1，2，4-三唑并嘧啶-2-磺酰胺的方法，它是把芳胺类和取代的1，2，4-三唑并嘧啶-2-磺酰基卤化物进行偶联而制得的。更具体地说，本发明有关于在吡啶碱存在的条件下胺和磺酰基卤化物的二甲基亚砜催化偶联反应。
具有下式（Ⅰ）的N-（芳基）-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺类：
和具有下式（Ⅱ）的N-（芳基）-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕-嘧啶-2-磺酰胺类：
例如那些在美国专利4，740，233和5，010，195中叙述过的，是在农作物中选择性地控制杂草的有价值的除草剂。这类化合物一般是用常规的反应，即在三级胺碱（美国专利4，740，233）或过量苯胺（英国专利951，652）存在的条件下，用具有下式（Ⅲ）的芳胺与取代的1，2，4-三唑并嘧啶-2-磺酰氯（Ⅳ）进行反应而制备的：
当所有的取代苯胺是苯胺本身或者是作为新核试剂具有近似的反应活性的苯胺的取代衍生物时，这一实验程序对于制备取代的1、2、4-三唑并嘧啶-2-磺酰胺类化合物一般是令人满意的。但是，当取代的苯胺由于在苯环上存在吸电子取代基，特别是在氨基官能团的邻位存在这类取代基，或者当芳基是一个吸电子的杂环基团而具有大为降低的亲核反应活性时，这一方法由于速率很慢而只能提供低产率所期望的产物。由于大多数对除草有效的1、2、4-三唑并嘧啶-2-磺酰胺类恰好带有这类取代基，从而使反应活性问题显得特别不幸。
为了解决这一反应活性问题，可用一种强碱，诸如碱金属烷基或碱金属氢化物，它能把具有弱亲核性的取代苯胺转化为它的相应的金属衍生物，用来代替美国专利4，740，233中所叙述的三级胺碱。可以事先形成金属衍生物，然后让它去和取代的1、2、4-三唑并嘧啶-2-磺酰基卤化物进行反应。这一实验方案可制备出所需的化合物，但它需要过量的取代苯胺的金属衍生物，并且要在0℃以下进行反应，因此不适宜于大规模的商业生产。
另外，苯胺的亲核活性可通过把它转化为相应的N-三烷基硅基苯胺而得到加强。美国专利5，003，096描述了N-三烷基硅基苯胺类在它们与取代的1、2、4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰基卤化物偶联时增强了的反应活性;美国专利5，010，195描述了在相应的1、2、4-三唑并〔1，5-c〕嘧啶类化合物的情况下类似的增强了的反应活性。虽然这一实验程序允许广泛范围的含有吸电子基团的这类产物得以制备出来，但它需要额外的合成N-三烷基硅基苯胺的一步，并且把有价值的含硅试剂进行回收和再循环。
考虑到磺酰胺类化合物（Ⅰ）和（Ⅱ）的有价值的除草性能，非常希望能有一种直接的方法，它能用来制备范围广泛的这类化合物，其中的芳基上含有吸电子的取代基。理想的情形是，这种方法应避免使用强碱。另外，这种方法应避免不必要的反应步骤以及回收和重新循环使用昂贵的试剂。
本发明有关一种制备具有下式（Ⅴ）的N-（芳基）-1、2、4-三唑并嘧啶-2-磺酰胺类的方法：
其中A或B中的一个是N，另一个是C-Z，
X代表H，R，OR，SR或CF3
Y代表H，R，OR，F，Cl，Br或CF3，
Z代表H，R，OR，F，Cl，Br，CF3或苯基，
R代表一个任意取代着一个或多个卤素的低级烷基或取代着一个低级烷氧基的低级烷基，Ar是具有下式的取代的苯基：
其中R1代表H，F，Cl，Br，R，OR，SR或者CO2R，
R2代表H，R或OR，
R3代表H，F，Cl，Br，CF3，CO2R或NO2，
R的定义与前相同，
或者Ar是具有下式的取代吡唑基（PRZ）：
其中R4代表R，苯基或吡啶基
R5代表H，NO2或CF3
R6代表H，F，Cl，Br，I或CO2R，
R7代表H或R，
R的定义与前相同。
这方法的特征是在一种惰性非质子的有机溶剂中，在吡啶碱和催化量二甲基亚砜（DMSO）存在的条件下，把具有式（Ⅵ）的取代的1，2，4-三唑并嘧啶-2-磺酰基卤化物：
（其中A，B，X，Y，Z和R的定义与前相同）和一种具有下式：
的芳胺进行反应，其中Ar的定义与前相同。
通过在吡啶碱催化量DMSO存在的条件下进行反应，能够直接制备的范围广泛的，在它的N-（芳基）基团中含有吸电子取代基的N-（芳基）-1，2，4-三唑并嘧啶-2-磺酰胺类化合物。
如这里所使用的，术语“低级烷基”和“低级烷氧基”是意指直链或叉链的含有1至4个碳原子的饱和烷基或烷氧基。
在没有具体列出各别卤素成员时，一般的术语“卤素”，“卤化物”，“卤”和“hal”，如这里所使用的，是意指限于氯和溴。
吡啶碱是指吡啶或一种甲基吡啶，诸如甲基吡啶或二甲基吡啶，一般最好用吡啶本身。
本发明方法中所使用的具有下式（Ⅵ）的取代的1、2、4-三唑并吡啶-2-磺酰基卤化物：
其中A或B中的一个是N，另一个是C-Z，
X代表H，R，OR，SR或CF3，
Y代表H，R，OR，F，Cl，Br或CF3，
Z代表H，R，OR，F，Cl，Br，CF3或苯基，
R代表一个任意取代着一个或多个卤素的低级烷基或取代着一个低级烷氧基的低级烷基，
都是已知的化合物，并且可以按美国专利4，886，883，4，954，163或5，010，195及其它常规的方法来制备。合适的反应物的实例包括以下这些化合物：8-氯-7-甲氧基-5-甲基-1、2、4-三唑并〔1.5-C〕嘧啶-2-磺酰氯8-氯-5-甲氧基1，2，4-三唑并〔1.5-c〕、嘧啶-2-磺酰氯：7-氟-5-甲氧基1，2，4-三唑并〔1，5-c〕-嘧啶-2-磺酰氯;7-氯-5，8-二甲氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕-嘧啶-2-磺酰氯;5-甲氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕-嘧啶-2-磺酰氯：7-氯-5-甲氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕-嘧啶-2-磺酰氯;7-氯-5-乙氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕嘧啶-2-磺酰氯5-甲氧基-7-甲基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕嘧啶-2-磺酰氯;5-乙氧基-7-甲基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕嘧啶-2-磺酰氯;5-氯-7-甲氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕嘧啶-2-磺酰氯;8-溴-5-氯-7-甲氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕嘧啶-2-磺酰氯;5，7-二甲基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰氯;5-甲基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰氯;5-甲基-7-三氟甲基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰溴;1，2，4-三唑并〔1，5-c〕嘧啶-2-磺酰氯;5-甲氧基-7-丁基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰溴;6-氯-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰氯;5-甲基乙基-7-甲硫基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰氯;5，7-二甲基-6-氟-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰氯和5，7-二甲氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰氯。
优选的化合物是那些X代表H，R或OR;Y代表H，R，ORF或Cl;Z代表H，R，OR，F，Cl或Br;R代表CH3或CH2CH3的化合物。当A是C-Z，B是N时，X最好是OR，当A是N而B是C-Z时，Z最好是H。用磺酰氯比用磺酰溴要好。
相似地，用于本发明方法中的芳胺类化合物（Ⅲ）：
其中Ar是具有下式的取代的苯基：
其中R1代表H，F，Cl，Br，R，OR，SR或者CO2R，
R2代表H，R或者OR，
R3代表H，F，Cl，Br，CF3，CO2R或NO2，
R代表任意取代着一个或多个卤素的低级烷基或取代着一个低级烷氧基的低级烷基，或者Ar是一个具有下式的取代的吡唑基（PRZ）：
其中R4代表R，苯基或吡啶基，
R5代表H，NO2或CF3，
R6代表H，F，Cl，Br，I或CO2R，
R7代表H或R
R的定义与前相同，
也都是已知的化合物，并且可以用常规的方法来制备。合适的苯胺类吡唑类化合物包括，例如下面这些化合物：2，6-二氯苯胺;2，6-二氟苯胺;2，6-二溴苯胺;2-氟-6-氯苯胺;2，6-二氯-3-甲基苯胺;2，6-二氟-3-甲基苯胺;3-氯-2-氨基苯甲酸甲酯;3-氟-2-氨基苯甲酸甲酯;3-甲基-2-氨基苯甲酸甲酯;2-甲氧基-6-三氟甲基苯胺;2，3-二甲基-6-硝基苯胺;1-甲基-3-氨基吡唑;1-甲基-4-溴-3-氨基吡唑;1-甲基-4-碘-3-氨基吡唑;1-甲基-3-硝基-4-氨基吡唑;1，5-二甲基-3-三氟甲基-4-氨基吡唑;1-甲基-4-溴-5-氨基吡唑;1-（2-吡啶基）-4-溴-5-氨基吡唑和1-苯基-4-溴-5-氨基吡唑。当Ar是取代的苯基时，优选的化合物是那些R1代表F，Cl或R;R2代表H或R;R3代表F，Cl，CF3，CO2R或NO2;R代表CH3或CH2CH3的化合物，尤其是R代表CH3的化合物。当Ar是取代的吡唑基时，优选的是3-和5-吡唑基化合物，其中的R4代表R;R5和R7代表H;R6代表H，F，Cl，Br或I;R代表CH3或CH2CH3，尤其是CH3。
在用本方法进行反应时通常是把取代的1，2，4-三唑并嘧啶-2-磺酰基卤化物，芳胺以及一种惰性溶剂放进一个容器中，然后加入吡啶碱和催化量的二甲亚砜。典型的做法是让混合物在室温进行反应。当大部分产物磺酰胺已经形成，或大部分磺酰基卤化物已经消耗掉时，即通过标准的实验程序收回所期望的产物（Ⅴ）。例如，如果所用的溶剂是可与水混溶的，一般是先用一种与水不混溶的溶剂来置换，得到的溶液用稀酸和水洗涤后干燥;蒸去溶剂后即可收回产物。如果需要，收回的产物可通过把它溶解在稀的碱水溶液中，过滤和/或用一种不混溶的有机溶剂比如乙醚提取后，再用稀酸溶液重新沉淀的方法来提纯。另外，期望的产物也可通过重结晶和其它通常使用的方法来提纯。
在本方法中一般是使用近似等分子数量的取代的1，2，4-三唑并嘧啶-2-磺酰基卤化物和芳胺，虽然也可以使其中一种或另一种大为过量。例如，使用相对于磺酰氯过量达2或3倍的芳胺常常是方便的，尤其是在希望保证更贵重的一种反应物完全反应时更是如此吡啶碱的用量一般是相对于每摩尔1，2，4-三唑并嘧啶-2-磺酰基卤化物用1至3摩尔碱。二甲亚砜的用量典型的是相对于每摩尔1，2，4-三唑并嘧啶-2-磺酰基卤化物用0.05至0.5摩尔;如果相对于每摩尔磺酰基卤化物用的二甲亚砜超过0.5摩尔时，常常会是有害的。
温度不是关键性的;反应典型地是在0和60℃之间的温度范围内发生的，最方便是在室温进行反应。
反应通常是在一种中等极性的非质子有机溶剂中进行的，该溶剂对于反应物和反应条件都应该是惰性的。合适的惰性非质子有机溶剂包括：烷基氰化物诸如，例如乙腈;醚类，诸如，例如二噁烷或四氢呋喃;或羧酸酯类，诸如，例如乙酸乙酯。
下面的实例被用来阐明本发明，所有的熔点数据均未经校正。
实例1 N-（2，6-二氯苯基）-8-溴-5-甲氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕-嘧啶-2-磺酰胺的制备
2，6-二氯苯胺（1.76克，10.9毫摩尔），2-氯磺酰基-8-溴-5-甲氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕嘧啶（1.5克，4.6毫摩尔）和30毫升干燥的乙腈被放置在装有气体入口导管和磁搅拌器的100毫升圆底瓶中。在氮气保护和搅拌的条件下加入吡啶（0.74毫升，9.2毫摩尔）和二甲基亚砜（0.08毫升，1.2毫摩尔），让反应混合物反应1.25小时。减压下蒸发除去挥发性成份，残余物溶于100毫升二氯甲烷中得到的溶液用75毫升1N HCl提取3次，100毫升水提取一次，用MgSO4干燥，过滤，经减压蒸发浓缩而得到一个黄色固体。这固体用100毫升己烷稀释，放置一小时后，过滤除去己烷，固体用更多的己烷洗涤后干燥，得1.1克（产率52%）标题化合物，为一黄色固体，熔点192-196℃。
实例2 N-（苯基）-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕嘧啶-2-磺酰胺类的制备
按照实例1中所述的实验程序，由相应的原料制备了表1中所列的化合物。
实例3 N-（4-溴-1-甲基吡唑-3-基）-7-氯-5-甲氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕嘧啶-2-磺酰胺的制备
在室温和搅拌的条件下，把吡啶（1.08克，8毫摩尔）和二甲基亚砜（0.2克）加到7-氯-5-甲氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕嘧啶-2-磺酰氯（1.0克，4.0毫摩尔）和3-氨基-4-溴-1-甲基吡唑（0.7克，4.0毫摩尔）在10毫升乙腈中所形成的溶液中，并把混合物反应过夜。减压蒸发浓缩此反应混合物，并把残余物溶于二氯甲烷中。用水提取得到的溶液，用MgSO4干燥。减压蒸发除去挥发性物质，固体残余物用乙醚提取后用水提取，过滤回收产物，减压下干燥，得0.38克（25%收率）的标题化合物，为白色固体，熔点230-232℃。
实例4 N-（吡唑基）-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕嘧啶-2-磺酰胺类的制备
按照实例3中所述的实验程序，由相应的原料制备了表2中所列的化合物。
实例5 N-（2，6-二氯苯基）-8-溴-5-甲氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕-嘧啶-2-磺酰胺的制备。
把2，6-二氯苯胺（0.49克，3.1毫摩尔），2-氯磺酰基-8-溴-5-甲氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕嘧啶（1.0克，3.1毫摩尔）和20毫升干燥的乙腈放入装有气体入口导管和磁搅拌器的100毫升圆底瓶中。在搅拌和氮气保护的条件下加入吡啶（0.50毫升，6.2毫摩尔）和二甲基亚砜（0.06毫升，0.8毫摩尔），并允许反应混合物反应一小时。减压蒸发除去挥发性成份，残余物溶于150毫升二氯甲烷中。得到的溶液用100毫升1N HCl提取2次，用100毫升水提取一次，用MgSO4干燥，过滤，经减压蒸发浓缩，得一黄色固体。把这固体与200毫升己烷-一起搅拌，然后过滤，得0.38克（27%产率）标题化合物，为一黄色固体，熔点198-200℃（分解）。
实例6 N-（2，6-二氯苯基）-8-溴-5-甲氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕-嘧啶-2-磺酰胺的制备
把2，6-二氯苯胺（1.0克，6.2毫摩尔），2-氯磺酰基-8-溴-5-甲氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕-嘧啶（1.0克，3.1毫摩尔）和20毫升干燥的乙腈放置在装有气体入口导管和磁搅拌器的100毫升圆底瓶中。溶液冷却到0℃，在搅拌和氮气保护的条件下加入吡啶（0.50毫升，6.2毫摩尔）和二甲基亚砜（0.06毫升，0.8毫摩尔），让混合物在0℃反应一小时，经减压蒸发除去挥发性成份，残余物溶于150毫升二氯甲烷中，得到的溶液用100毫升1N HCl提取两次，用100毫升水提取一次，用MgSO4干燥，过滤，经减压蒸发浓缩，得一黄色固体。将这固体物与200毫升己烷一起搅拌，过滤，得0.37克（26%产率）标题化合物，为一黄色固体，熔点196-198℃（分解）。
实例7 N-（2，6-二氯苯基）-8-溴-5-甲氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕-嘧啶-2-磺酰胺的制备
把2，6-二氯苯胺（1.0克，6.2毫摩尔），2-氯磺酰基-8-溴-5-甲氧基-1，2，4-三唑并〔1，5-c〕-嘧啶（1.0克，3.1毫摩尔）和20毫升干燥的乙腈放置在装有气体入口导管和磁搅拌器的100毫升圆底瓶中。在搅拌和氮气保护的条件下加入吡啶（0.50毫升，6.2毫摩尔）和二甲基亚砜（0.06毫升，0.8毫摩尔），允许混合物反应3.5小时。经减压蒸发除去挥发性成份，残余物溶解在150毫升二氯甲烷中。得到的溶液用100毫升1N HCl提取两次，100毫升水提取一次，用MgSO4干燥，过滤，再减压蒸发浓缩，即得一黄色固体。把这黄色固体与200毫升己烷一起搅拌，过滤后得0.48克（34%产率）标题化合物，为一黄色固体，熔点196-198℃（分解）。
实例8 N-（2，6-二氯苯基）-5-甲基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的制备
把2，6-二氯苯胺（2.78克，17.2毫摩尔），2-氯磺酰基-5-甲基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶（2.0克，8.6毫摩尔）和30毫升干燥的乙腈放置在装有气体入口导管和磁搅拌器的100毫升圆底瓶中。在搅拌和氮气保护的条件下加入吡啶（1.39毫升，17.2毫摩尔）和二甲基亚砜（0.15毫升，2.2毫摩尔），混合物被允许反应1.0小时，经减压蒸发除去挥发性成份后，残余物被溶解于200毫升二氯甲烷中，得到的溶液用100毫升1N HCl提取两次，100毫升水提取一次，用MgSO4干燥，过滤，经减压蒸发浓缩，得一白色固体，把这固体与200毫升己烷一起搅拌，再过滤即得1.62克（52%产率）标题化合物，为一白色固体，熔点126-129℃（分解）。
Claims (9)
1、一种制备具有下列通式(V)的N-(芳基)-1，2，4-三唑并嘧啶-2-磺酰胺的方法：
其中A或B中的一个是N，另一个是C-Z，
X代表H，R，OR，SR或CF3，
Y代表H，R，OR，F，Cl，Br或CF3，
Z代表H，R，OR，F，Cl，Br，CF3或苯基，
R代表一个任意取代着一个或多个卤素的低级烷基或取代着一个低级烷氧基的低级烷基，Ar是具有下式的取代的苯基：
其中
R1代表H，F，Cl，Br，R，OR，SR或者CO2R，
R2代表H，R或OR，
R3代表H，F，Cl，Br，CF3，CO2R或NO2，
R的定义与前相同，
或者Ar是具有下式的取代吡唑基(PRZ)：
5-吡唑基
4-吡唑基
3-吡唑基
其中R4代表R，苯基或吡啶基，
R5代表H，NO2或CF3，
R6代表H，F，Cl，Br，I或CO2R，
R7代表H或R，
R的定义与前相同，
这方法的特征是在一种惰性非质子的有机溶剂中，在吡啶碱和催化量二甲基亚砜(DMSO)存在的条件下，把具有下式(Ⅵ)的取代的1，2，4-三唑并嘧啶-2-磺酰基卤化物：
其中A，B，X，Y，Z和R的定义与前相同，和一种具有下式：ArNH2
的芳胺进行反应，其中Ar的定义与前相同。
2、权利要求1的方法，其中A是C-Z，B是N。
3、权利要求1的方法，其中A是N，B是C-Z。
4、权利要求1的方法，其中X代表H，CH2，CH2CH3OCH3或OCH2CH3：Y代表H，CH3，CH2CH3，OCH3，OCH2CH3，F或Cl;Z代表H，CH3，CH2CH3，OCH3，OCH2CH3，F，Cl或Br。
5、权利要求1的方法，其中Ar是具有下式的取代的苯基：
其中R1代表F，Cl或CH3，
R2代表H或CH3，
R3代表F，Cl，CF3，CO2CH3或NO2。
6、权利要求1的方法，其中Ar是具有下式的取代的吡唑基
其中R6代表H，F，Cl，Br或I。
7、权利要求1的方法，其中1，2，4-三唑并嘧啶-2-磺酰基卤化物是磺酰氯。
8、权利要求2的方法，其中X是OCH3。
9、权利要求3的方法，其中Z是H。
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