CN112979539B - 一种氟吡菌酰胺中间体的合成方法 - Google Patents

一种氟吡菌酰胺中间体的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氟吡菌酰胺中间体的合成方法,属于农药有机合成领域。该工艺是以甲醇胺为起始原料,在乙酸存在下,先与乙酸酐发生酯化反应得到氨基乙酸甲酯,氨基乙酸甲酯再与邻三氟甲基苯甲酰氯发生酰胺化反应得到N‑乙酰氧基甲基‑2‑三氟甲基苯甲酰胺,最后与3‑氯‑5‑三氟甲基‑2‑吡啶基丙二酸二乙酯拼接反应得到3‑氯‑5‑三氟甲基‑2‑吡啶基乙基(二乙基酯)‑2‑三氟甲基苯甲酰胺。本发明采用汇聚式合成路线,具有原材料成本低、原子经济性高、收率高、工艺操作简单等特点,适合规模化生产。

Description

一种氟吡菌酰胺中间体的合成方法
技术领域
本发明涉及农药中间体的制备技术领域,尤其涉及一种3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基乙基(二乙基酯)-2-三氟甲基苯甲酰胺的合成方法。
背景技术
氟吡菌酰胺(fluopyram),其化学名称为N-(2-(3-氯-5-(三氟甲基)-2-吡啶基)乙基)-2-三氟甲基苯甲酰胺,是由拜耳作物科学公司开发的新型苯甲酰胺类杀菌剂,通过阻碍呼吸链中琥珀酸脱氢酶的电子转移而抑制线粒体呼吸。氟吡菌酰胺可抑制孢子发芽、萌发管生长、菌丝体生长及芽孢形成。在植物体内,氟吡菌酰胺可在木质部中传导及转移,主要用于防治由真菌病原菌引起的灰霉病、白粉病、晚疫病、霜霉病、稻瘟病等。表现出较高的活性,具有广阔的应用前景。分子式:C16H11ClF6N2O,结构式如下:
Figure 443142DEST_PATH_IMAGE001
3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基乙基(二乙基酯)-2-三氟甲基苯甲酰胺是合成氟吡菌酰胺的关键中间体,3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基乙基(二乙基酯)-2-三氟甲基苯甲酰胺脱除两个乙基酯后即为氟吡菌酰胺原药,因此3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基乙基(二乙基酯)-2-三氟甲基苯甲酰胺的成本决定了氟吡菌酰胺的原材料成本,结构式如下:
Figure 907753DEST_PATH_IMAGE002
目前报道的合成方法主要有以下:专利WO2004016088A3公开了以2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶为原料,与氰基乙酸乙酯缩合、水解得到2-氰甲基-3-氯-5-三氟甲基吡啶,然后通过钯碳催化加氢还原的同时胺基上保护,再酸性下去保护得到2-胺乙基-3-氯-5-三氟甲基吡啶盐酸盐,最后与邻三氟甲基苯甲酰氯酰胺化,得到氟吡菌酰胺原药。该路线步骤相对较长,氰基加氢还原步骤用到贵金属钯碳催化,成本相对较高,而且该步收率较低。另外胺基还要上保护、去保护,使操作更加繁琐,不利于工业化。反应式如下:
Figure 749807DEST_PATH_IMAGE003
专利CN109293565A对该路线进行改进,2-氰甲基-3-氯-5-三氟甲基吡啶加氢还原同时,直接用邻三氟甲基苯甲酰氯上保护,得到氟吡菌酰胺。该方法简化了工艺操作,但是仍要用到贵金属催化剂钯碳催化,而且邻三氟甲基苯甲酰氯活性很高,容易发生副反应,另外催化加氢同时用到碱作缚酸剂,也会与邻三氟甲基苯甲酰氯发生反应,使相对昂贵的邻三氟甲基苯甲酰氯单耗增加,从而成本增加。
专利WO2006067103A3报道了以邻三氟甲基苯甲酸为原料,经过酰氯化、酰胺化、羟甲基化、酯化得到N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺,再与3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶丙二酸二乙酯缩合得到目标产物,该路线每步都是经典反应,反应收率较高,但是中间产物稳定性差,不容易提纯,副产物较多,反应式如下。
Figure 191021DEST_PATH_IMAGE004
发明内容
本发明目的是克服上述现有技术的缺陷,以甲醇胺为起始原料,在乙酸存在下,先与乙酸酐发生酯化反应得到氨基乙酸甲酯,氨基乙酸甲酯再与邻三氟甲基苯甲酸和氯化亚砜氯酰化得到的邻三氟甲基苯甲酰氯发生酰胺化反应得到N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺,最后与3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基丙二酸二乙酯拼接反应得到3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基乙基(二乙基酯)-2-三氟甲基苯甲酰胺,提供了一种收率高、成本相对较低、原子经济性高、工艺操作简单安全的合成方法。实现本发明的技术方案是:
①四丁基氯化铵为相转移催化剂,在酸性条件下甲醇胺与乙酸酐反应得到氨基乙酸甲酯;
②邻三氟甲基苯甲酸与氯化亚砜发生氯酰化反应得到邻三氟甲基苯甲酰氯;
③碳酸钾为缚酸剂,邻三氟甲基苯甲酰氯与氨基乙酸甲酯发生酰胺化反应得到N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺;
④以碳酸钾做碱,N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺与3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基丙二酸二乙酯发生拼接反应得到含量为93.5~95.0%的3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基乙基(二乙基酯)-2-三氟甲基苯甲酰胺,总收率为87.8~90.2% (以邻三氟甲基苯甲酸计)。
反应式如下:
Figure 802131DEST_PATH_IMAGE005
步骤①所述的甲醇胺与乙酸酐、乙酸、四丁基氯化铵的摩尔比为1:1.0~1.5:0.1~0.2:0.02~0.1,溶剂1,2-二氯乙烷的用量为甲醇胺质量的3~6倍,20~25℃反应3~4小时,根据气相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,使用饱和碳酸氢钠水溶液搅拌调节体系pH至中性,分去水层,水洗涤反应液一次,有机相静置分去水层,得到氨基乙酸甲酯1,2-二氯乙烷溶液,进行下步反应;
步骤②中所述的邻三氟甲基苯甲酸与氯化亚砜的摩尔比为1:1.0~1.5,溶剂1,2-二氯乙烷的用量为邻三氟甲基苯甲酸质量的3~6倍, 80~85℃反应2~3小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,反应液负压脱溶,得到棕色油状物邻三氟甲基苯甲酰氯,进行下步反应;
步骤③中所述的邻三氟甲基苯甲酰氯与氨基乙酸甲酯、碳酸钾的摩尔比为1:1.0~1.5:0.6~1.2,溶剂1,2-二氯乙烷的用量为邻三氟甲基苯甲酰氯质量的3~6倍,20~25℃反应4~6小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,饱和氯化钠水溶液洗涤反应液一次,反应液负压脱溶,得到淡黄色油状物N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺,进行下步反应;
步骤④中所述的N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺与3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基丙二酸二乙酯、碳酸钾的摩尔比为1:1.1~1.5:0.6~1.2,溶剂碳酸二甲酯的用量为N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺质量的3~6倍,反应温度90~95℃,保温反应5小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,反应液负压过滤除盐,滤液负压脱溶,得到黄色3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基乙基(二乙基酯)-2-三氟甲基苯甲酰胺,液相色谱外标法测产品含量93.5~95.0%,以邻三氟甲基苯甲酸计总收率为87.8~90.2%。
与其他合成方法相比,本发明具有以下优点:
1)采用汇聚式合成路线代替传统的直链式路线,提高了收率,降低了原材料成本;
2)从原子经济学角度考虑,价格昂贵的邻三氟甲基苯甲酸放在靠后步骤进行反应,降低了邻三氟甲基苯甲酸的单耗,显著降低了生产成本;
3)前三步反应溶剂统一为一种溶剂,简化了工艺,便于后处理;
4)产品收率高,以邻三氟甲基苯甲酸计收率为87.8~90.2%。
具体实施方式
以下结合说明书和具体优选的实施例对本发明作进一步描述,但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1
将47.0g(1.00mol)甲醇胺与6.6g(0.10mol)乙酸、0.9g(2%)四丁基氯化铵、140.0g1,2-二氯乙烷加入带有机械搅拌、冷凝管、温度计的1000mL三口烧瓶中,30分钟内滴完112.3g(1.10mol)乙酸酐,20~25℃反应3小时,根据液相色谱分析确定反应终点,反应完成后,使用饱和碳酸氢钠水溶液调节体系pH=7,分去水层,水洗涤反应液一次,有机相常压回流分水,得到氨基乙酸甲酯1,2-二氯乙烷溶液,进行下步反应。
将157.8g(0.83mol)邻三氟甲基苯甲酸、470g1,2-二氯乙烷加入带有机械搅拌、冷凝管、温度计的2000ml三口烧瓶中,30分钟内滴完108.6g(0.91mol)氯化亚砜,80~85℃反应2~3小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,反应液负压脱溶,得到175.1g棕色油状物邻三氟甲基苯甲酰氯,进行下步反应。
取前步氨基乙酸甲酯的1,2-二氯乙烷溶液、68.8g碳酸钾,加入带有机械搅拌、冷凝管、温度计的2000ml三口烧瓶中,1h内滴完上步得到的175.1g(0.83mol)邻三氟甲基苯甲酰氯,50~55℃反应4小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,饱和氯化钠水溶液洗涤反应液一次,反应液负压脱溶,得到223.5g淡黄色油状物N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺,进行下步反应。
取上步223.5g(0.80mol)N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺、300.8g(0.88mol)3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基丙二酸二乙酯、66.3g碳酸钾、670.5g碳酸二甲酯,加入带有机械搅拌、冷凝管、温度计的2000ml三口烧瓶中,在90~95℃反应5小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,反应液负压过滤除盐,滤液负压脱溶,得到422.7g黄色3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基乙基(二乙基酯)-2-三氟甲基苯甲酰胺,液相色谱外标法测产品含量93.5%,以邻三氟甲基苯甲酸计总收率为88.0%。
实施例2
将47.0g(1.00mol)甲醇胺与7.8g(0.13mol)乙酸、2.2g(5%)四丁基氯化铵、185.0g1,2-二氯乙烷加入带有机械搅拌、冷凝管、温度计的1000mL三口烧瓶中,30分钟内滴完122.5g(1.2mol)乙酸酐,20~25℃反应3小时,根据液相色谱分析确定反应终点,反应完成后,使用饱和碳酸氢钠水溶液调节体系pH=7,分去水层,水洗涤反应液一次,有机相常压回流分水,得到氨基乙酸甲酯1,2-二氯乙烷溶液,进行下步反应。
将157.8g(0.83mol)邻三氟甲基苯甲酸、620g1,2-二氯乙烷加入带有机械搅拌、冷凝管、温度计的2000ml三口烧瓶中,30分钟内滴完108.6g(0.91mol)氯化亚砜,80~85℃反应2~3小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,反应液负压脱溶,得到175.3g棕色油状物邻三氟甲基苯甲酰氯,进行下步反应。
取前步氨基乙酸甲酯的1,2-二氯乙烷溶液、91.7g碳酸钾,加入带有机械搅拌、冷凝管、温度计的2000ml三口烧瓶中,1h内滴完上步得到的175.3g(0.83mol)邻三氟甲基苯甲酰氯,50~55℃反应4小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,饱和氯化钠水溶液洗涤反应液一次,反应液负压脱溶,得到223.0g淡黄色油状物N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺,进行下步反应。
取上步223.0g(0.80mol)N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺、328.1g(0.96mol)3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基丙二酸二乙酯、88.4g碳酸钾、894.0g碳酸二甲酯,加入带有机械搅拌、冷凝管、温度计的2000ml三口烧瓶中,在90~95℃反应5小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,反应液负压过滤除盐,滤液负压脱溶,得到423.3g黄色3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基乙基(二乙基酯)-2-三氟甲基苯甲酰胺,液相色谱外标法测产品含量94.2%,以邻三氟甲基苯甲酸计总收率为88.8%。
实施例3
将47.0g(1.00mol)甲醇胺与9.6g(0.16mol)乙酸、3.6g(8%)四丁基氯化铵、230.0g1,2-二氯乙烷加入带有机械搅拌、冷凝管、温度计的1000mL三口烧瓶中,30分钟内滴完132.7g(1.30mol)乙酸酐,20~25℃反应3小时,根据液相色谱分析确定反应终点,反应完成后,使用饱和碳酸氢钠水溶液调节体系pH=7,分去水层,水洗涤反应液一次,有机相常压回流分水,得到氨基乙酸甲酯1,2-二氯乙烷溶液,进行下步反应。
将157.8g(0.83mol)邻三氟甲基苯甲酸、780g1,2-二氯乙烷加入带有机械搅拌、冷凝管、温度计的2000ml三口烧瓶中,30分钟内滴完108.6g(0.91mol)氯化亚砜,80~85℃反应2~3小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,反应液负压脱溶,得到175.5g棕色油状物邻三氟甲基苯甲酰氯,进行下步反应。
取前步氨基乙酸甲酯的1,2-二氯乙烷溶液、114.7g碳酸钾,加入带有机械搅拌、冷凝管、温度计的2000ml三口烧瓶中,1h内滴完上步得到的175.5g(0.83mol)邻三氟甲基苯甲酰氯,50~55℃反应4小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,饱和氯化钠水溶液洗涤反应液一次,反应液负压脱溶,得到224.0g淡黄色油状物N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺,进行下步反应。
取上步224.0g(0.80mol)N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺、355.5g(1.04mol)3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基丙二酸二乙酯、110.5g碳酸钾、1117.5g碳酸二甲酯,加入带有机械搅拌、冷凝管、温度计的2000ml三口烧瓶中,在90~95℃反应5小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,反应液负压过滤除盐,滤液负压脱溶,得到428.6g黄色3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基乙基(二乙基酯)-2-三氟甲基苯甲酰胺,液相色谱外标法测产品含量94.5%,以邻三氟甲基苯甲酸计总收率为90.2%。
实施例4
将47.0g(1.00mol)甲醇胺与12.0g(0.20mol)乙酸、4.5g(10%)四丁基氯化铵、280.0g1,2-二氯乙烷加入带有机械搅拌、冷凝管、温度计的1000mL三口烧瓶中,30分钟内滴完153.1g(1.50mol)乙酸酐,20~25℃反应3小时,根据液相色谱分析确定反应终点,反应完成后,使用饱和碳酸氢钠水溶液调节体系pH=7,分去水层,水洗涤反应液一次,有机相常压回流分水,得到氨基乙酸甲酯1,2-二氯乙烷溶液,进行下步反应。
将157.8g(0.83mol)邻三氟甲基苯甲酸、940g1,2-二氯乙烷加入带有机械搅拌、冷凝管、温度计的2000ml三口烧瓶中,30分钟内滴完108.6g(0.91mol)氯化亚砜,80~85℃反应2~3小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,反应液负压脱溶,得到175.0g棕色油状物邻三氟甲基苯甲酰氯,进行下步反应。
取前步氨基乙酸甲酯的1,2-二氯乙烷溶液、137.6g碳酸钾,加入带有机械搅拌、冷凝管、温度计的2000ml三口烧瓶中,1h内滴完上步得到的175.0g(0.83mol)邻三氟甲基苯甲酰氯,50~55℃反应4小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,饱和氯化钠水溶液洗涤反应液一次,反应液负压脱溶,得到222.9g淡黄色油状物N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺,进行下步反应。
取上步222.9g(0.80mol)N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺、410.2g(1.20mol)3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基丙二酸二乙酯、132.6g碳酸钾、1341.0g碳酸二甲酯,加入带有机械搅拌、冷凝管、温度计的2000ml三口烧瓶中,在90~95℃反应5小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,反应液负压过滤除盐,滤液负压脱溶,得到423.0g黄色3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基乙基(二乙基酯)-2-三氟甲基苯甲酰胺,液相色谱外标法测产品含量95.0%,以邻三氟甲基苯甲酸计总收率为89.5%。
上述只是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种氟吡菌酰胺中间体的合成方法,其特征在于:以甲醇胺为起始原料,在乙酸和四丁基氯化铵存在下,先与乙酸酐发生酯化反应得到氨基乙酸甲酯,氨基乙酸甲酯再与邻三氟甲基苯甲酸和氯化亚砜氯酰化得到的邻三氟甲基苯甲酰氯发生酰胺化反应得到N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺,最后与3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基丙二酸二乙酯拼接反应得到3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基乙基(二乙基酯)-2-三氟甲基苯甲酰胺,反应式如下:
Figure 640713DEST_PATH_IMAGE001
2.根据权利要求1所述的氟吡菌酰胺中间体的合成方法,其特征在于所述的酯化反应中,甲醇胺与乙酸酐、乙酸、四丁基氯化铵的摩尔比为1:1.0~1.5:0.1~0.2:0.02~0.1,溶剂1,2-二氯乙烷的用量为甲醇胺质量的3~6倍,20~25℃反应3~4小时,根据气相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,使用饱和碳酸氢钠水溶液搅拌调节体系pH至中性,分去水层,水洗涤反应液一次,静置分去水层得到氨基乙酸甲酯1,2-二氯乙烷溶液,进行下步反应。
3.根据权利要求1所述的氟吡菌酰胺中间体的合成方法,其特征在于所述的氯酰化反应中,邻三氟甲基苯甲酸与氯化亚砜的摩尔比为1:1.0~1.5,溶剂1,2-二氯乙烷的用量为邻三氟甲基苯甲酸质量的3~6倍, 80~85℃反应2~3小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,反应液负压脱溶,得到棕色油状物邻三氟甲基苯甲酰氯,进行下步反应。
4.根据权利要求1所述的氟吡菌酰胺中间体的合成方法,其特征在于所述的酰胺化反应中,邻三氟甲基苯甲酰氯与氨基乙酸甲酯、碳酸钾的摩尔比为1:1.0~1.5:0.6~1.2,溶剂1,2-二氯乙烷的用量为邻三氟甲基苯甲酰氯质量的3~6倍, 50~55℃反应4~6小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,饱和氯化钠水溶液洗涤反应液一次,有机相负压脱溶,得到淡黄色油状物N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺,进行下步反应。
5.根据权利要求1所述的氟吡菌酰胺中间体的合成方法,其特征在于所述的拼接反应中,N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺与3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基丙二酸二乙酯、碳酸钾的摩尔比为1:1.1~1.5:0.6~1.2,溶剂碳酸二甲酯的用量为N-乙酰氧基甲基-2-三氟甲基苯甲酰胺质量的3~6倍,反应温度90~95℃,保温反应5小时,根据液相色谱分析结果确定反应终点,反应完成后,反应液负压过滤除盐,滤液负压脱溶,得到黄色3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基乙基(二乙基酯)-2-三氟甲基苯甲酰胺,液相色谱外标法测产品含量93.5~95.0%,以邻三氟甲基苯甲酸计总收率为87.8~90.2%。
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