CN114685376A - 嘧菌酯中间体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农药领域,公开一种嘧菌酯中间体的制备方法,该方法包括:1)在溶剂存在下,使3‑(α‑甲氧基)‑亚甲基苯并呋喃‑2(3H)‑酮与碱进行第一接触反应,得到混合液;2)在催化剂和碳酸盐存在下,使混合液与4,6‑二氯嘧啶进行第二接触反应,所述催化剂为四甲基乙二胺、五甲基二乙烯三胺、1,4‑二甲基哌嗪、N‑甲基吗啉、N‑乙基吗啉、N‑甲基吡咯烷、双(二甲氨基乙基)醚和1,3,5‑三甲基‑1,3,5‑三嗪中的一种或多种。根据本发明的嘧菌酯中间体的制备方法,具有很高的选择性与转化率,杂质较少,非常适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及农药领域,具体涉及一种嘧菌酯中间体的制备方法。
背景技术
[2-(6-氯嘧啶-4-氧)苯基]-3,3-二甲氧基丙烯酸甲酯是新型高效、广谱、内吸性杀菌剂嘧菌酯的重要中间体,其结构如下所示。
目前已报到的合成工艺路线中,多以DABCO或者DABCO的衍生物为催化剂进行反应,如目前常见的“一锅法”由3-(α-甲氧基)-亚甲基苯并呋喃-2(3H)-酮与4,6-二氯嘧啶在DABCO作用下,加入强碱进行醚化制得,反应中会产生较多的4-甲氧基-6-氯嘧啶杂质,并且会生成较高的双接杂质2,2'-((嘧啶-4,6-二基双(氧))双(2,1-亚苯基))(2E,2'E)-双(3-甲氧基丙烯酸酯),反应收率低。
另外,采用3-(α-甲氧基)-亚甲基苯并呋喃-2(3H)-酮与醇钠先进行酯交换和加成,再进行酸化得到3,3-二甲氧基-2-(2-羟基苯基)丙烯酸甲酯,之后再经水洗、二氯甲烷萃取、干燥后再将二氯甲烷除去;再用得到的3,3-二甲氧基-2-(2-羟基苯基)丙烯酸甲酯与4,6-二氯嘧啶在DABCO作用下,得到[2-(6-氯嘧啶-4-氧)苯基]-3,3-二甲氧基丙烯酸甲酯,但是,该方法的反应转化率与选择性都不高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述反应转化率与选择性都不高等问题,提供一种以3-(α-甲氧基)-亚甲基苯并呋喃-2(3H)-酮(式(1)所示结构的化合物)为原料、使用特定催化剂制备嘧菌酯中间体([2-(6-氯嘧啶-4-氧)苯基]-3,3-二甲氧基丙烯酸甲酯)的方法,该方法中,催化剂具有很高的选择性与转化率,杂质较少,催化剂可回收套用,非常适合工业化生产。
为了实现上述目的,本发明提供一种嘧菌酯中间体的制备方法,其中,该方法包括以下步骤,
1)在溶剂存在下,使式(1)所示结构的化合物与碱进行第一接触反应,得到含有式(2)所示结构的化合物的混合液;
2)在催化剂和碳酸盐存在下,使含有式(2)所示结构的化合物的混合液与4,6-二氯嘧啶进行第二接触反应,得到式(3)所示结构的化合物,
其中,所述碱为碱金属氢氧化物和/或碱金属醇化物;式(2)中,X为碱金属;所述催化剂为四甲基乙二胺、五甲基二乙烯三胺、1,4-二甲基哌嗪、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N-甲基吡咯烷、双(二甲氨基乙基)醚和1,3,5-三甲基-1,3,5-三嗪中的一种或多种。
优选地,X为钠和/或钾。
优选地,步骤1)中所述碱为叔丁醇钠、叔丁醇钾、甲醇钠、甲醇钾、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种;更优选地,所述碱为叔丁醇钠、甲醇钠和氢氧化钠中的一种或多种。
优选地,步骤1)中,式(1)所示结构的化合物和碱的摩尔比为1:0.9-3;更优选地,式(1)所示结构的化合物和碱的摩尔比为1:0.9-1.5。
优选地,步骤1)中,式(1)所示结构的化合物和所述溶剂的摩尔比为1:2-50。
优选地,所述溶剂为甲醇、甲苯和二甲基甲酰胺中的一种或多种;更优选地,所述溶剂为甲醇。
优选地,步骤1)中,所述第一接触反应的条件包括:接触反应的温度为-30~20℃,接触反应的时间为0.5-10小时。
优选地,步骤2)中,使含有式(2)所示结构的化合物的混合液加入到含有4,6-二氯嘧啶、催化剂、碳酸盐和有机溶剂的混合物中进行所述第二接触反应;更优选地,使含有式(2)所示结构的化合物的混合液滴加到含有4,6-二氯嘧啶、催化剂、碳酸盐和有机溶剂的混合物中进行所述第二接触反应。
优选地,所述有机溶剂为甲苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙二醇二甲醚、二甲基亚砜、4-甲基-2-戊酮、碳酸二甲酯、正丁醇和苯甲酸甲酯中的一种或多种。
优选地,相对于1mol的4,6-二氯嘧啶,所述有机溶剂的用量为2-30mol。
以步骤1)中的式(1)所示结构的化合物1mol计,4,6-二氯嘧啶的用量为0.9-1.3mol。
优选地,以步骤1)中的式(1)所示结构的化合物1mol计,所述催化剂的用量为0.001-1mol。
优选地,所述催化剂为四甲基乙二胺、五甲基二乙烯三胺、N-甲基吗啉、N-甲基吡咯烷和1,3,5-三甲基-1,3,5-三嗪中的一种或多种。
优选地,以步骤1)中的式(1)所示结构的化合物1mol计,所述碳酸盐的用量为0.05-1mol。
优选地,所述碳酸盐为碳酸钾、碳酸钠和碳酸铯中的一种或多种。
优选地,该方法还包括在所述第二接触反应过程中除去溶剂的步骤。
优选地,将除去的溶剂用作步骤1)中的溶剂。
优选地,所述第二接触反应的条件包括:接触反应的温度为20-100℃,接触反应的压力为-0.05~-0.1MPa,接触反应的时间为0.5-10小时。
通过上述技术方案,本发明提供一种以3-(α-甲氧基)-亚甲基苯并呋喃-2(3H)-酮为原料制备[2-(6-氯嘧啶-4-氧)苯基]-3,3-二甲氧基丙烯酸甲酯的方法,该方法中,反应的选择性与转化率高,杂质较少,收率高,采出后的溶剂可直接套用,并且催化剂可回收套用,非常适合工业化生产。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供一种嘧菌酯中间体的制备方法,其中,该方法包括以下步骤,
1)在溶剂存在下,使式(1)所示结构的化合物与碱进行第一接触反应,得到含有式(2)所示结构的化合物的混合液;
2)在催化剂和碳酸盐存在下,使含有式(2)所示结构的化合物的混合液与4,6-二氯嘧啶进行第二接触反应,得到式(3)所示结构的化合物,
其中,所述碱为碱金属氢氧化物、碱金属醇化物和碱金属盐中的一种或多种;式(2)中,X为碱金属;所述催化剂为四甲基乙二胺、五甲基二乙烯三胺、1,4-二甲基哌嗪、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N-甲基吡咯烷、双(二甲氨基乙基)醚和1,3,5-三甲基-1,3,5-三嗪中的一种或多种。
根据本发明,步骤1)中,所述碱的用量可以根据式(1)所示结构的化合物的用量来选择,具体地,式(1)所示结构的化合物和碱的摩尔比可以为1:0.9-3;优选地,式(1)所示结构的化合物和碱的摩尔比为1:0.9-1.5;更优选地,式(1)所示结构的化合物和碱的摩尔比为1:0.95-1.3;进一步优选地,式(1)所示结构的化合物和碱的摩尔比为1:1-1.2。
根据本发明,作为上述碱金属优选为钠和/或钾。作为所述碱金属盐优选为碳酸盐。
作为所述碱优选为叔丁醇钠、叔丁醇钾、甲醇钠、甲醇钾、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾和碳酸钠中的一种或者多种;更优选为叔丁醇钠、甲醇钠和氢氧化钠中的一种或多种。
根据本发明,所述第一接触反应在溶剂存在下进行,所述溶剂能够将反应原料溶解且对反应原料为惰性的溶剂即可,优选为甲醇、甲苯和二甲基甲酰胺中的一种或多种,更优选为甲醇。
根据本发明,所述溶剂的用量没有特别的限制,只要能够使第一接触反应充分进行即可,优选地,步骤1)中,式(1)所示结构的化合物和所述溶剂的摩尔比为1:2-50;更优选地,式(1)所示结构的化合物和所述溶剂的摩尔比为1:2-30。
根据本发明,优选地,步骤1)中,所述第一接触反应的条件包括:接触反应的温度为25℃以下,接触反应的时间为0.5小时以上;更优选地,所述第一接触反应的条件包括:接触反应的温度为-30~20℃,接触反应的时间为0.5-10小时;进一步优选地,所述第一接触反应的条件包括:接触反应的温度为-10~20℃,接触反应的时间为1-8小时;更进一步优选地,所述第一接触反应的条件包括:接触反应的温度为-5~20℃,接触反应的时间为2-5小时。
根据本发明,所述第一接触反应的方式没有特别的限定,满足上述接触条件即可,可以为本领域通常使用的各种接触方式,优选地,将所述碱的溶液滴加到式(1)所示结构的化合物的溶液中来进行所述第一接触反应。
根据本发明,所述第一接触反应完成后,无需经过处理可直接用于第二接触反应。
根据本发明,在催化剂和碳酸盐存在下,使含有式(2)所示结构的化合物的混合液与4,6-二氯嘧啶进行第二接触反应。优选地,步骤2)中,使含有式(2)所示结构的化合物的混合液加入到含有4,6-二氯嘧啶、催化剂、碳酸盐和有机溶剂的混合物中进行所述第二接触反应;更优选地,使含有式(2)所示结构的化合物的混合液滴加到含有4,6-二氯嘧啶、催化剂、碳酸盐和有机溶剂的混合物中进行所述第二接触反应。
上述有机溶剂可以为甲苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙二醇二甲醚、二甲基亚砜、4-甲基-2-戊酮、碳酸二甲酯、正丁醇和苯甲酸甲酯中的一种或多种;优选地,上述有机溶剂为甲苯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺和4-甲基-2-戊酮中的一种或多种。
根据本发明,上述有机溶剂的用量可以根据4,6-二氯嘧啶的用量来选择,优选地,相对于1mol的4,6-二氯嘧啶,所述有机溶剂的用量为2-30mol;更优选地,相对于1mol的4,6-二氯嘧啶,所述有机溶剂的用量为2-15mol。
根据本发明,优选地,所述催化剂为四甲基乙二胺、五甲基二乙烯三胺、N-甲基吗啉、N-甲基吡咯烷和1,3,5-三甲基-1,3,5-三嗪中的一种或多种。
在本发明中,由于催化剂沸点相对较低利于回收,简单处理后可直接进行套用,减少了催化剂的损耗。
根据本发明,由于步骤1)的第一接触反应结束后,直接将反应产物用于下一步第二接触反应,因此,4,6-二氯嘧啶的用量可以根据式(1)所示结构的化合物来选择,优选地,以步骤1)中的式(1)所示结构的化合物1mol计,4,6-二氯嘧啶的用量为0.9-1.3mol;更优选地,以步骤1)中的式(1)所示结构的化合物1mol计,4,6-二氯嘧啶的用量为0.95-1.1mol;进一步优选地,以步骤1)中的式(1)所示结构的化合物1mol计,4,6-二氯嘧啶的用量为1-1.05mol。
同样,由于步骤1)的第一接触反应结束后,直接将反应产物用于下一步第二接触反应,因此,所述催化剂的用量可以根据式(1)所示结构的化合物来选择,优选地,以步骤1)中的式(1)所示结构的化合物1mol计,所述催化剂的用量为0.001-1mol;更优选地,以步骤1)中的式(1)所示结构的化合物1mol计,所述催化剂的用量为0.001-0.5mol;进一步优选地,以步骤1)中的式(1)所示结构的化合物1mol计,所述催化剂的用量为0.001-0.2mol;进一步优选地,以步骤1)中的式(1)所示结构的化合物1mol计,所述催化剂的用量为0.01-0.1mol。
同样,由于步骤1)的第一接触反应结束后,直接将反应产物用于下一步第二接触反应,因此,所述碳酸盐的用量可以根据式(1)所示结构的化合物来选择,优选地,以步骤1)中的式(1)所示结构的化合物1mol计,所述碳酸盐的用量为0.05-1mol;更优选地,以步骤1)中的式(1)所示结构的化合物1mol计,所述碳酸盐的用量为0.05-0.5mol;进一步优选地,以步骤1)中的式(1)所示结构的化合物1mol计,所述碳酸盐的用量为0.1-0.3mol。
作为上述碳酸盐例如可以为碳酸钾、碳酸钠和碳酸铯中的一种或多种,优选为碳酸钾和/或碳酸钠。
根据本发明,为了进一步促进所述第二接触反应进行,优选地,该方法还包括在所述第二接触反应过程中除去溶剂的步骤。作为在所述第二接触反应过程中除去溶剂的方法,例如可以在所述第二接触反应过程中,一边通过蒸馏除去溶剂,一边进行所述第二接触反应。
在本发明中,除去的溶剂优选用作步骤1)中的溶剂。
根据本发明,优选地,所述第二接触反应的条件包括:所述第二接触反应的条件包括:接触反应的温度为10-100℃,接触反应的压力为-0.04~-0.1MPa,接触反应的时间为0.5-15小时;更优选地,接触反应的温度为20-100℃,接触反应的压力为-0.05~-0.1MPa,接触反应的时间为1-9小时。在此,所述接触反应的时间包括加料时间。
根据本发明,在所述第二接触反应完成后,通过将反应产物固液分离(例如过滤)可得到杂质含量少的滤液,在制备嘧菌酯时,只需将滤液溶剂除去(例如采用蒸馏除去溶剂)即可使用,无需进一步精制处理,当然也可以通过本领域的各种精制方法对该滤液进行精制,例如可以在将滤液溶剂除去后采用溶剂(例如甲醇)进行重结晶来得到高纯度的[2-(6-氯嘧啶-4-氧)苯基]-3,3-二甲氧基丙烯酸甲酯。
具体而言,本发明以3-(α-甲氧基)-亚甲基苯并呋喃-2(3H)-酮为原料制备[2-(6-氯嘧啶-4-氧)苯基]-3,3-二甲氧基丙烯酸甲酯,该方法在反应过程中杂质较少,有很高的选择性与转化率,溶剂和部分催化剂可直接套用,无废水产生。并且,第一接触反应后,可以直接将反应产物用于第二接触反应,而第二接触反应后,得到的反应产物中,杂质含量少,目标产物收率高,仅需要除去溶剂即可用于嘧菌酯的制备,大大简化了工艺。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述,但本发明并不仅限于下述实施例。
以下实施例中,HPLC的测定条件如下:
仪器:安捷伦公司的Agilent 1260液相色谱仪
检测器:紫外检测器
检测波长:215nm
柱子:RX-C18(250mm×4.6mm,5um)
洗脱相:乙腈/PH2-3磷酸水
流速:1ml/min
进样量:1.0μl
实施例1
1)开环:在500ml四口瓶中投入式(1)所示结构的化合物(3-(α-甲氧基)-亚甲基苯并呋喃-2(3H)-酮)35.9g(0.2mol,含量98重量%),加入甲醇100ml溶解,降温至5℃,在5℃以下滴加46.2g(0.24mol,含量28重量%)甲醇钠甲醇溶液,1.5小时滴完,滴完后0~5℃保温搅拌2h,得到含有式(2)所示结构的化合物的甲醇溶液(LCMS:M/Z=262(M+Na)+);
2)缩合:在另一500ml四口瓶中投入4,6-二氯嘧啶31.7g(0.21mol,98重量%)、碳酸钾14.1g(0.1mol,98重量%)、四甲基乙二胺2.37g(0.02mol,98重量%)、甲苯200ml,升温至60℃,保温60-70℃,真空-0.05MPa,滴加上述制备的甲醇溶液,边滴加边蒸馏将甲醇蒸馏出反应体系外,4h滴毕,在60-70℃保温3h,然后过滤去除无机盐,滤液取样进行HPLC定量,收率92%(以3-(α-甲氧基)-亚甲基苯并呋喃-2(3H)-酮计算),将溶剂蒸出后用甲醇进行重结晶,得到[2-(6-氯嘧啶-4-氧)苯基]-3,3-二甲氧基丙烯酸甲酯(LCMS:M/Z=353(M+H)+),纯度为97重量%。
产品核磁数据:HNMR(CDCl3):δ8.6(1H.s);7.7-7.1(4H.m);6.9(1H.s);5.0(1H.d);4.2(1H.d);3.55(3H.s);3.4(3H.s);3.2(3H.s)ppm.
实施例2
1)开环:在500ml四口瓶中投入3-(α-甲氧基)-亚甲基苯并呋喃-2(3H)-酮35.9g(0.2mol,含量98重量%),加入甲醇100ml,降温至-5℃,保温-5~5℃滴加氢氧化钾的甲醇溶液41.1g(0.22mol,含量30重量%),2h滴完,0℃保温搅拌2h,得到含有式(2)所示结构的化合物的甲醇溶液;
2)缩合:在另一500ml四口瓶中投入4,6-二氯嘧啶31.7g(0.21mol,98重量%)、碳酸铯13.3g(0.04mol,98重量%)、DMSO 200ml,升温至90℃,保温85-95℃,真空-0.09MPa,滴加甲醇溶液(该甲醇溶液为在步骤1)得到的含有式(2)所示结构的化合物的甲醇溶液中添加了N-甲基吗啉1.03g(0.001mol,98%)的甲醇溶液),边滴加边蒸馏将甲醇蒸馏出反应体系外,4h滴毕,在90-95℃下保温4h,然后过滤去除无机盐,滤液取样进行HPLC定量,收率90%(以3-(α-甲氧基)-亚甲基苯并呋喃-2(3H)-酮计算),将溶剂蒸出后用甲醇进行重结晶,得到[2-(6-氯嘧啶-4-氧)苯基]-3,3-二甲氧基丙烯酸甲酯,纯度为96重量%。
实施例3-9
按照实施例1中的方法进行,不同的是,步骤2)使用的溶剂种类(用量与实施例1相同)、催化剂、催化剂用量、碳酸盐种类(用量与实施例1相同)如表1所示,同样得到[2-(6-氯嘧啶-4-氧)苯基]-3,3-二甲氧基丙烯酸甲酯。另外,其收率和纯度也表示在表1中。
表1
溶剂 | 催化剂 | 用量 | 碳酸盐 | 收率 | 纯度 | |
实施例3 | DMF | 五甲基二乙烯三胺 | 20%eq | 碳酸钾 | 93% | 97重量% |
实施例4 | DMF | N-甲基吗啉 | 5%eq | 碳酸钠 | 92% | 95重量% |
实施例5 | 甲苯 | N-乙基吗啉 | 8%eq | 碳酸钠 | 85% | 95重量% |
实施例6 | 甲苯 | 1,3,5-三甲基-1,3,5-三嗪 | 8%eq | 碳酸钾 | 88% | 97重量% |
实施例7 | 甲苯 | N-甲基吡咯烷 | 20%eq | 碳酸钾 | 86% | 95重量% |
实施例8 | DMA | 1,4-二甲基哌嗪 | 40%eq | 碳酸钾 | 91% | 97重量% |
实施例9 | DMA | 双(二甲氨基乙基)醚 | 50%eq | 碳酸钠 | 89% | 97重量% |
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。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,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的方法,其中,X为钠和/或钾;
优选地,步骤1)中,所述碱为叔丁醇钠、叔丁醇钾、甲醇钠、甲醇钾、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾和碳酸钠中的一种或多种;
优选地,所述碱为叔丁醇钠、甲醇钠和氢氧化钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤1)中,式(1)所示结构的化合物和碱的摩尔比为1:0.9-3;
优选地,式(1)所示结构的化合物和碱的摩尔比为1:0.9-1.5。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法,其中,步骤1)中,式(1)所示结构的化合物和所述溶剂的摩尔比为1:2-50;
优选地,所述溶剂为甲醇、甲苯和二甲基甲酰胺中的一种或多种;
优选地,所述溶剂为甲醇。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法,其中,步骤1)中,所述第一接触反应的条件包括:接触反应的温度为-30~20℃,接触反应的时间为0.5-10小时。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法,其中,步骤2)中,使含有式(2)所示结构的化合物的混合液加入到含有4,6-二氯嘧啶、催化剂、碳酸盐和有机溶剂的混合物中进行所述第二接触反应;
优选地,使含有式(2)所示结构的化合物的混合液滴加到含有4,6-二氯嘧啶、催化剂、碳酸盐和有机溶剂的混合物中进行所述第二接触反应;
优选地,所述有机溶剂为甲苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙二醇二甲醚、二甲基亚砜、4-甲基-2-戊酮、碳酸二甲酯、正丁醇和苯甲酸甲酯中的一种或多种;
优选地,相对于1mol的4,6-二氯嘧啶,所述有机溶剂的用量为2-30mol。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法,其中,以步骤1)中的式(1)所示结构的化合物1mol计,4,6-二氯嘧啶的用量为0.9-1.3mol;
以步骤1)中的式(1)所示结构的化合物1mol计,所述催化剂的用量为0.001-1mol;
优选地,所述催化剂为四甲基乙二胺、五甲基二乙烯三胺、N-甲基吗啉、N-甲基吡咯烷和1,3,5-三甲基-1,3,5-三嗪中的一种或多种。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法,其中,以步骤1)中的式(1)所示结构的化合物1mol计,所述碳酸盐的用量为0.05-1mol;
优选地,所述碳酸盐为碳酸钾、碳酸钠和碳酸铯中的一种或多种。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法,其中,该方法还包括在所述第二接触反应过程中除去溶剂的步骤;
优选地,将除去的溶剂用作步骤1)中的溶剂。
10.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法,其中,所述第二接触反应的条件包括:接触反应的温度为20-100℃,接触反应的压力为-0.05~-0.1MPa,接触反应的时间为0.5-10小时。
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GR01 | Patent grant |