CN111825583A

CN111825583A - 异噁唑类除草剂中间体的制备方法

Info

Publication number: CN111825583A
Application number: CN201910328373.4A
Authority: CN
Inventors: 邢文龙; 付仁季
Original assignee: Purpana Beijing Technologies Co Ltd
Current assignee: Purpana Beijing Technologies Co Ltd
Priority date: 2019-04-23
Filing date: 2019-04-23
Publication date: 2020-10-27

Abstract

本发明涉及化学合成领域，具体涉及异噁唑类除草剂中间体的制备方法。该异噁唑类除草剂中间体为如式(III)所示的化合物，其由化合物(I)、化合物(II)和碱在溶剂存在下反应制得。本发明制备该方法简便、安全、转化率高，用于制备异噁唑类除草剂可以降低成本并且更加经济环保。合成路线如下：

Description

异噁唑类除草剂中间体的制备方法

技术领域

本发明涉及化学合成领域，具体涉及异噁唑类除草剂中间体的制备方法。

背景技术

罗纳-普朗克农业有限公司(现为拜耳公司)在1990年的专利申请EP0418175中最早报道了异噁唑类化合物作为除草剂使用。该公司又在1992年专利申请EP0527036中特别提及异恶唑草酮可作为一种广谱类除草剂。由此开始，异噁唑类化合物，尤其是苯甲酰类异噁唑类化合物的合成研究受到广泛关注。EP0527036中还提到了苯甲酰类异噁唑类化合物的合成，由下述所示的化合物与羟胺反应合成异噁唑化合物的方法，具体反应式如下所示：

式中R代表乙氧基、二甲胺基等离去基团。

目前专利文献WO2002078447、C N104529924、CN104817510、CN105712944、CN107162995中也报道了5-环丙基-4-﹝2甲硫基-4-(三氟甲基)苯甲酰基﹞异恶唑的制备方法。例如，已公开的反应式如下：

现有方法采用1-环丙基-3-(2-甲硫基-4-三氟甲基苯基)丙-1,3-二酮或类似物和原甲酸三乙酯或甲酯、乙酸酐反应再与羟胺关环制得异恶唑草酮中间体，该方法存在乙酸酐及其副产物腐蚀性强不易回收的问题，且原甲酸三乙酯(或甲酯)用量大且价格较昂贵，不利于工业化生产。

发明内容

本发明提供一种异噁唑类除草剂中间体即如下式(III)所示化合物(即1-环丙基-2-〔(二甲胺基)亚甲基〕-3-〔2-(甲硫基)-4-(三氟甲基)〕苯基丙烷-1,3-二酮)的制备方法，该方法简便、安全、转化率高，用于制备异噁唑类除草剂可以降低成本并且更加经济环保。

具体而言，本发明提供一种如下式(III)所示化合物的制备方法，其合成路线如下：

具体地，上述制备方法是在有机溶剂及碱存在下，将式(I)所示化合物、式(II)所示化合物反应。其中，所述反应温度优选为50-100℃，更优选为65-70℃。

在本发明的方法中，对所述反应的时间没有特别的限定，本领域技术人员可以通过采用常规方法例如HPLC进行检测分析，当式(III)所示的化合物的转化率达到99.0％以上时即可停止反应。本发明优选所述反应的时间为2-3h。

进一步地，所述碱选自DMF(N,N二甲基甲酰胺)、吡啶、三乙胺、二异丙基乙基胺、碳酸钾、碳酸钠或醋酸钠，更优选为三乙胺或吡啶。研究发现，选用上述有机碱尤其是三乙胺进行反应，收率可达到95％以上且利于回收套用、环保生产。

进一步地，式(II)所示化合物与式(I)所示化合物的物质的量比为1:(1.05-1.2)，更优选为1:1.1。在此条件下进行反应，转化率可达到99％以上，收率95％以上。

进一步地，式(II)所示化合物与所述碱的物质的量比为1:(1.2-1.5)，更优选为1:1.2。在此条件下进行反应，可使式(II)所示化合物的转化率达到99％以上。

在本发明的方法中，对所述有机溶剂的种类没有特别的限定，本领域技术人员可以根据常规使用的各种溶剂进行选择，只要使得所使用的有机溶剂能够溶解式(II)及式(I)所示化合物即可。在本发明所述的方法中，为了使得反应所得到的式(III)所示的化合物的纯度及得率更高，优选所使用的有机溶剂为甲苯、氯苯、环己烷、二氯乙烷、四氢呋喃、环氧丙烷、乙酸乙酯和1,2-环氧丁烷中的至少一种，更优选为甲苯或二氯乙烷。

具体地，所述制备方法包括：

1)在有机溶剂存在下，先将式(I)所示化合物、式(II)所示化合物混合，搅拌升温；

2)当反应温度达到50-60℃时，加入所述碱(滴加)，继续于65-70℃保温反应，至反应完全(约反应2h)。

研究发现，上述制备方法的采用(滴)加碱结束后，升温65-70反应2小时，化合物(II)小于0.5％，转化率99％以上，收率可达到95％以上。

在本发明的方法中，还可以包括本领域技术人员常用的各种后处理方法对采用本发明的上述方法制备得到的反应产物体系(其中包括目标产物式III所示化合物)进行后处理，本发明优选所述后处理的方法可以如下：

当反应转化率达到99.0％以上时，停止反应，降温至0-5℃，滴加盐酸溶液淬灭，用有机溶剂萃取，分离有机相干燥，脱溶剂，得式(III)所示的化合物。此处所用有机溶剂可以与上文相同。所述盐酸溶液浓度通常在30％左右。通常可用盐酸溶液将反应体系pH调至4-5左右。

本发明研究发现，回收溶剂和回收有机碱水份要求达到0.1％以下，否则将影响产品收率低于90％。

本发明中，式(I)所示化合物即〔(二甲胺基)亚甲基〕环丙甲基酮，可用现有技术方法制备，例如可参考专利文献US20040186292。

本发明中，式(II)所示化合物可用现有技术方法制备或市售购得。

在本发明一种优选的实施方式中，所述式(III)所示化合物制备方法为：

在反应器内加入有机溶剂(优选二氯乙烷或甲苯)、适当比例的式(I)化合物和式(II)化合物，当体系温度达到50-60℃时开始滴加适量三乙胺，加完后保温于65-70之间反应2小时完成反应；停止反应后降温至0-5℃，向反应体系中滴加盐酸溶液调节pH值＝4-5或弱酸性，使反应体系分层，用二氯乙烷萃取水相，合并有机相干燥脱溶剂，即得式(III)化合物产品。

本发明进一步还提供下式(IV)所示化合物的制备方法，包括：

按上述方法制备式(III)所示化合物；然后按如下路线制备式(IV)所示化合物；

可参照现有技术方法例如背景技术所提及的方法以式(III)所示化合物为原料制备式(IV)所示化合物。具体地，方法如下：

在反应器中加入有机溶剂(如乙醇)和上述式(III)化合物，搅拌控温于40-45℃之间分批加入适量盐酸羟胺，加完后保温40-45℃之间反应完全(5小时左右)得到式(IV)所示化合物；减压回收乙醇即得5-环丙基-4-﹝2甲硫基-4-(三氟甲基)苯甲酰基﹞异恶唑。

由于本发明采用了新的方法制备式(III)所示化合物，然后进一步制备式(IV)所示化合物，有效地解决了乙酸酐及其副产物腐蚀性强不易回收的问题，制备方法更加安全高效，更重要的是还可以降低成本，更加经济环保。

实验证明，采用本发明方法制备式(IV)所示化合物，转化率可达99％，产物纯度可达95％，成本可节约10％。

本发明所用原料均可市售购得，或按本领域常规方法制备。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，即得本发明各较佳实例。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。

以下提及的式I、式II、式III、式IV化合物结构如下：

以下所用式(I)所示化合物可按如下方法制备：在装有机械搅拌、温度计、冷凝管的250ml四口瓶中，加入环丙甲基酮17.14g(0.2mol)，N,N-二甲基酰胺二甲基缩醛26.71g(0.22mol)，搅拌，滴加DMF100ml，升温至110℃保温反应，反应24h得式(I)化合物；减压蒸馏除去DMF和过量N,N-二甲基酰胺二甲基缩醛得到化合物(I)27.24g，测得收率为98％。

实施例1

在装有机械搅拌、温度计、冷凝管的250ml四口瓶中，加入式(I)化合物15.4g(含量99％、0.11mol)，甲苯60g，式(II)化合物26.0g(含量98％、0.1mol)，搅拌升温，反应温度达到60℃，滴加三乙胺12.2g(0.12mol)，0.5h滴加完毕，保温65-70℃反应2小时得到式(III)化合物，反应加入30ml水，滴加30％盐酸调至反应体系pH至弱酸性(pH5左右)，分层有机相，脱溶剂得产物36.1g；含量95％，收率为96％。

实施例2

在装有机械搅拌、温度计、冷凝管的250ml四口瓶中，加入上述制得的式(I)化合物15.4g(含量99％、0.11mol)，二氯乙烷80g，式(II)化合物26.0g(含量98％、0.1mol)，搅拌升温，反应温度达到65-70℃，滴加三乙胺12.2g(0.12mol)，0.5h滴加完毕，保温65-70℃反应3小时得到式(III)化合物，反应加入30ml水，滴加30％盐酸调至反应pH至弱酸性(pH5左右)，分层有机相，脱溶剂得产物35.8g，含量95％，收率为95％。

实施例3

在装有机械搅拌、温度计、冷凝管的250ml四口瓶中，加入上述制得的式(I)化合物15.4g(含量99％、0.11mol)，二氯乙烷80g，式(II)化合物26.0g(含量98％、0.1mol)，搅拌升温，反应温度达到70-75℃，滴加吡啶9.6g(0.12mol)，0.5h滴加完毕，保温70-75℃反应3小时得到式(III)化合物，反应加入30ml水，滴加30％盐酸调至反应pH至弱酸性(pH5左右)，分层有机相，脱溶剂得产物34.6g，含量94.8％，收率为92％。

实施例4

按与实施例2相同的方法制备式(III)化合物。

在装有机械搅拌、温度计、冷凝管的250ml四口瓶中，加入所制得的式(III)化合物37.6克(含量95％、0.1mol)，95％乙醇100g，搅拌控制反应温度40-45℃之间，分批加入盐酸羟胺8.4g(含量98％，0.12mol)，1h加完毕，保温40-45℃之间反应4小时得到式(IV)所示化合物，减压回收出乙醇可套用，所得5-环丙基-4-﹝2甲硫基-4-(三氟甲基)苯甲酰基﹞异恶唑含量93％以上，收率可达到92％以上。

对比例1

原工艺合成5-环丙基-4-﹝2甲硫基-4-(三氟甲基)苯甲酰基﹞异恶唑示例：

在装有机械搅拌、温度计、冷凝管的250ml四口瓶中，加入1-环丙基-3-(2-甲硫基-4-三氟甲基苯基)丙-1,3-二酮化合物31.8克(含量95％、0.1mol)和醋酐31.2克(含量98％、0.3mol)、原甲酸三乙酯36.2克(含量98％、0.24mol)，升温在125℃回流反应2小时，后期回流温度降至104℃，HPLC中控1-环丙基-3-(2-甲硫基-4-三氟甲基苯基)丙-1,3-二酮小于1％，减压蒸出醋酸混液至110℃，降温于50℃加入95％乙醇100g，搅拌控制反应温度40-45℃之间，分批加入盐酸羟胺8.4g(含量98％，0.12mol)，1h加完毕，保温40-45℃之间反应4小时得到式(IV)所示化合物，减压回收出乙醇可套用，所得5-环丙基-4-﹝2甲硫基-4-(三氟甲基)苯甲酰基﹞异恶唑含量92％以上，收率可达到90％以上。该工艺中用到醋酐会产生大量的醋酸副产物较难处理不易于环保生产，另外所用原甲酸三乙酯价格较贵提高了生产成本。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.如下式(III)所示化合物的制备方法，其合成路线如下：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法是在有机溶剂及碱存在下，将式(I)所示化合物、式(II)所示化合物反应；其中，所述反应的温度优选为50-100℃，更优选为65-70℃。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱选自DMF、吡啶、三乙胺、二异丙基乙基胺、碳酸钾、碳酸钠或醋酸钠，更优选为三乙胺或吡啶。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，式(II)所示化合物与式(I)所示化合物的物质的量比为1:(1.05-1.2)，更优选为1:1.1。

5.根据权利要求2-4任一项所述的制备方法，其特征在于，式(II)所示化合物与所述碱的物质的量比为1:(1.2-1.5)，更优选为1:1.2。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，包括：

2)当反应温度达到50-60℃时，加入所述碱，继续于65-70℃保温反应，至反应完全。

7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，还包括所制备得到的反应产物体系进行后处理的步骤，具体方法如下：

当反应转化率达到99.0％以上时，停止反应，降温至0-5℃，滴加盐酸溶液淬灭，用有机溶剂萃取，分离有机相干燥，脱溶剂，得式(III)所示的化合物。

8.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，包括：

在反应器内加入有机溶剂、适当比例的式(I)化合物和式(II)化合物，当体系温度达到50-60℃时开始滴加适量三乙胺，加完后保温于65-70之间反应2小时完成反应；停止反应后降温至0-5℃，向反应体系中滴加盐酸溶液调节pH值＝4-5或弱酸性，使反应体系分层，用二氯乙烷萃取水相，合并有机相干燥脱溶剂，即得式(III)化合物产品；其中，所述有机溶剂优选为二氯乙烷或甲苯。

9.下式(IV)所示化合物的制备方法，其特征在于，包括：

按权利要求1-7任一项所述方法制备式(III)所示化合物；然后按如下路线制备式(IV)所示化合物；

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，包括：在反应器中加入有机溶剂和所述式(III)化合物，搅拌控温于40-45℃之间分批加入适量盐酸羟胺，加完后保温40-45℃之间反应完全，得到式(IV)所示化合物。