CN108017560B - 一种n-羟基苯胺类似物的制备方法 - Google Patents

一种n-羟基苯胺类似物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种新的N‑羟基‑N‑2‑甲苯氨基甲酸甲酯和N‑羟基‑N‑2‑[(N‑对氯苯基)‑3‑吡唑氧基甲基]苯胺的制备方法。在制备吡唑醚菌酯过程中，将硝基还原为羟胺后有与ClCO2CH3反应两步反应缩短为一步反应。上述反应缩短吡唑醚菌酯的合成步骤，提高收率，有利于工业化生产。

Description

一种N-羟基苯胺类似物的制备方法
技术领域
本发明涉及一种N-羟基苯胺类似物的制备方法。
背景技术
吡唑醚菌酯又名唑菌胺酯，是德国巴斯夫公司于1993年发现的一种兼具吡唑结构的甲氧丙烯酸甲酯类杀菌剂。自2002年推广上市以来，其深受使用者的青睐，销售额迅速上升，吡唑醚菌酯在全球最重要的15个杀菌剂品种中位列第三。N-羟基-N-2-甲苯氨基甲酸甲酯及N-羟基-N-2-[(N-对氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]苯胺是合成吡唑醚菌脂的关键中间体。因此，N-羟基-N-2-甲苯氨基甲酸甲酯及和N- 羟基-N-2-[(N-对氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]苯胺的高效合成也是合成吡唑醚菌酯的关键步骤。
硝基还原的方法有很多种，有化学还原法、电化学还原法、催化加氢还原法等。现有技术中报道多种还原硝基的方法：
以锌粉为还原剂，将硝基苯还原为苯基羟胺的报道很多。在 Zn/CaCl2条件下，以甲醇和水为溶剂，可得收率为20％的苯基羟胺。后釆用NH4Cl代替CaCl2进行了一系列研究，最终提高了收率，使得苯基羟胺收率达到60％以上，而且工艺路线十分成熟。华中师范大学杨光富教授在专利(CN201310084925.4)中指出选用雷尼镍和苯肼、水合肼、异丙胺等还原剂还原硝基到苯基羟胺，收率在95％以上，效果优异。
传统合成吡唑醚菌酯的路线有一下两种方法：
方法一：
方法二：
在上述路线中不难发现，上述两条反应路线都经过硝基还原为羟胺后有与ClCO2CH3反应，生成N-羟基苯氨基甲酸甲酯类化合物。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种新的N-羟基-N-2-甲苯氨基甲酸甲酯和N-羟基-N-2-[(N-对氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]苯胺的制备方法。
本发明将硝基还原为羟胺后有与ClCO2CH3反应两步反应缩短为一步反应，具体方法如下：
N-羟基-N-2-甲苯氨基甲酸甲酯的制备方法：邻硝基甲苯溶于甲醇中，在催化剂、氯化物和水的作用下，通入一氧化碳，在加热条件下，生成N-羟基-N-2-甲苯氨基甲酸甲酯：
N-羟基-N-2-[(N-对氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]苯胺的制备方法：2-[(N-对氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]硝基苯溶于甲醇中，在催化剂、氯化物和水的作用下，通入一氧化碳，在加热条件下，生成N- 羟基-N-2-甲苯氨基甲酸甲酯：
发明人发现邻硝基苯类似物与一氧化碳和甲醇，在催化剂、氯化物和水的作用下，能够直接生成N-羟基苯胺类似物，上述反应将吡唑醚菌酯制备过程中硝基还原和与ClCO2CH3反应的步骤合并为一步，缩短反应步骤，提高收率，使用成本较低的原料，极具工业应用前景。
根据本发明的一种优选实施方式，催化剂为Pd/C、ZN、N2H4/Rh、 Pt/SiO2，优选Pd/C；氯化物为三氯化铁、氯化铵、氯化钙，优选三氯化铁，选用上述试剂，进一步提高N-羟基-N-2-甲苯氨基甲酸甲酯和 N-羟基-N-2-[(N-对氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]苯胺的收率和纯度。
一种制备吡唑醚菌酯的方法，其包括所述N-羟基-N-2-甲苯氨基甲酸甲酯的制备方法；或，包括所述的N-羟基-N-2-[(N-对氯苯基) -3-吡唑氧基甲基]苯胺的制备方法。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
邻硝基甲苯溶于甲醇中，在催化剂、氯化物和水的作用下，通入一氧化碳，在加热条件下，生成N-羟基-N-2-甲苯氨基甲酸甲酯：
2-[(N-对氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]硝基苯溶于甲醇中，在催化剂、氯化物和水的作用下，通入一氧化碳，在加热条件下，生成N- 羟基-N-2-[(N-对氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]苯胺：
根据本发明，为了判断反应进行的程度，可以在反应过程中用薄层色谱(TLC)测反应体系中反应原料硝基苯的含量，直至其消失或浓度基本不变时停止反应。
根据本发明，所述催化剂为固体，因此，反应完成之后，需要将反应产物进行固液分离，以得到含有N-羟基苯胺的滤液和固相催化剂。所述固液分离的方法为本领域技术人员公知，例如，可以为抽滤、压滤或离心分离。此外，由于反应原料和有机溶剂中可能存在一定量的水，因此，为了更有利于反应产物的保存，本发明提供的N-羟基苯胺的制备方法还优选包括将固液分离后得到的含有N-羟基苯胺的滤液用无水硫酸钠进行干燥。
根据本发明，本发明提供的方法还包括在用无水硫酸钠干燥之后，将产物过滤，并将滤液中的有机溶剂去除。其中，去除所述有机溶剂的方法可以采用本领域公知的各种方法进行，例如，旋蒸、减压蒸馏等，对此本领域技术人员均能够知悉，在此将不再赘述。
此外，为了得到纯品，本发明提供的方法还可以包括将得到的 N-羟基苯胺类似物纯化的步骤，所述纯化的方法可以采用本领域公知的各种纯化方法进行，如重结晶等。所述重结晶所用的溶剂例如可以为石油醚、正己烷、乙醇、乙酸乙酯和丙酮等中的一种或多种。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中，N-羟基苯胺类似物的熔点(mp)采用购自美国海能(济南)仪器有限公司的型号为MP470的全自动熔点仪进行测定。N-羟基苯胺的核磁氢谱(1H NMR)采用购自Brucker 公司的型号为AVANCE400M的核磁共振仪进行测定。
以下实施例和对比例中，N-羟基苯胺类似物的产率按照以下公式计算得到：N-羟基苯胺的产率＝N-羟基苯胺的实际产量÷N-羟基苯胺的理论产量×100％。
实施例1
250ml三口圆底烧瓶中加入50ml无水甲醇，加入邻硝基甲苯 (2.74g，0.02mol)，搅拌至全部溶解，加入Zn粉(6.29g，0.06mol)、三氯化铁(8.11g，0.05mol)，滴加10ml水，通入CO，加热回流， TLC监测反应，反应完全后，趁热过滤，用乙酸乙酯萃取后，有机相用饱和食盐水洗涤，并用无水硫酸钠干燥，减压得到白色固体，即 N-羟基-N-2-甲苯氨基甲酸甲酯，1.52g，收率42％。1H NMR(400MHz， CDCl3)，δ：2.34(s，3H)，3.80(s，3H)，7.26-7.35(m，4H)，7.71(s，1H)。
实施例2
反应步骤如实施例1，具体加料：50ml无水甲醇，加入邻硝基甲苯(2.74g，0.02mol)，三氯化铁(8.11g，0.05mol)，比较催化剂 (0.06mol)的选取。
相对于锌粉和铁粉而言，催化剂Pd/C的使用大大提高了反应收率。
实施例3
反应步骤如实施例1，具体加料：50ml无水甲醇，加入邻硝基甲苯(2.74g，0.02mol)，催化剂(Pd/C，5g，1mmol)，氯化物(0.05mol) 的选取
相对于其他氯化物，使用FeCl3提高了收率。
实施例4
反应步骤如实施例1，具体加料：50ml无水甲醇，加入邻硝基甲苯(2.74g，0.02mol)，(Pd/C，5g，1mmol)，FeCl3(8.11g，0.05mol) 的选取，水是否添对反应的影响。
上述实施例4中在TLC监测反应中发现N-羟基-N-2-甲苯氨基甲酸甲酯生成，但量很少，占据主要成分的物质经分离鉴定为N-2-甲基苯氨基甲酸甲酯。据此，分析反应的进程，吡啶提供一种碱性的环境，不利于反应的进行；水提供一种相对酸性的环境，水分子中的氢原子能够与硝基上氧原子形成氢键，有利于反应的进行。
上述反应中得到N-羟基-N-2-甲苯氨基甲酸甲酯按照现有技术中公开的方法，进一步反应生成吡唑醚菌酯。
实施例5
250ml三口圆底烧瓶中加入50ml无水甲醇，加入2-[(N-对氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]硝基苯(6.58g，0.02mol)，搅拌至全部溶解，加入Pd/C(5g，1mmol)、三氯化铁(8.11g，0.05mol)，滴加10ml 水，通入CO，加热回流，TLC监测反应，反应完全后，趁热过滤，用乙酸乙酯萃取后，有机相用饱和食盐水洗涤，并用无水硫酸钠干燥，减压得到白色固体，即N-羟基-N-2-[(N-对氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]苯胺，3.86g，收率51.8％。1H NMR(400MHz，DMSO)，δ：2.33(s， 3H)，5.31-5.18(m，2H)，6.30(s，1H)，6.64(t，J＝7.2Hz，1H)，7.36-7.15(m，2H)，7.61(d，J＝7.6Hz，2H)，7.64(d，J＝7.6Hz，2H)，8.16(s，1H)， 8.32(s，2H)。
上述反应中得到N-羟基-N-2-[(N-对氯苯基)-3-吡唑氧基甲基] 苯胺按照现有技术中公开的方法，进一步反应生成吡唑醚菌酯。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (5)

1.一种N-羟基-N-2-甲苯氨基甲酸甲酯的制备方法，其特征在于：邻硝基甲苯溶于甲醇中，在催化剂、氯化物和水的作用下，通入一氧化碳，在加热条件下，生成N-羟基-N-2-甲苯氨基甲酸甲酯：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述催化剂为Pd/C、Zn、N2H4/Rh或Pt/SiO2；氯化物为三氯化铁、氯化铵或氯化钙。
3.一种N-羟基-N-甲酸甲酯-2-[(N-对氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]苯胺的制备方法，其特征在于：2-[(N-对氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]硝基苯溶于甲醇中，在催化剂、氯化物和水的作用下，通入一氧化碳，在加热条件下，生成N-羟基-N-甲酸甲酯-2-[(N-对氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]苯胺：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述催化剂为Pd/C、Zn、N2H4/Rh或Pt/SiO2；氯化物为三氯化铁、氯化铵或氯化钙。
5.一种制备吡唑醚菌酯的方法，其包括权利要求1-2中任一项所述的N-羟基-N-2-甲苯氨基甲酸甲酯的制备方法；或，包括权利要求3-4中任一项所述的N-羟基-N-甲酸甲酯-2-[(N-对氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]苯胺的制备方法。
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