CN115448880B - 一种1-取代-5-吡唑醇钠的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种1‑取代‑5‑吡唑醇钠的制备方法，提供一种除草剂中间体式I化合物的制备方法，该方法的总的合成路线如下：，其中R1、R2、R的定义如说明书所述。本发明制备方法原材料易得，转化率高，选择性高，产物收率高，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种除草剂中间体1-取代-5-吡唑醇钠的制备方法。
背景技术
1-取代-5-吡唑醇钠作为一种重要的农药中间体被广泛使用，其中1-甲基-5-吡唑醇钠是苯唑草酮的关键中间体，1-乙基-5-吡唑醇钠则是苯唑氟草酮的关键中间体。
目前报道关于1-取代-5-吡唑醇钠的制备方法主要有以下合成路线：
专利文献1：JPS61229852A中公开了如下合成路线：
R＝CH2CH(CH3)2
丙烯酸甲酯与水合肼关环的产物：
R＝CH3,C2H5
该路线使用丙烯酸甲酯或乙酯时，其与水合肼主要生成关环产物，只有使用丙烯酸叔丁酯或其他大位阻酯才可以尽量避免关环产物的生成，但是，丙烯酸叔丁基的成本远高于丙烯酸甲酯和乙酯。
专利文献2：JP06166666 A中公开了如下合成路线：
该路线反应步骤较长，总的反应收率低，不适合工业化生产。
本申请人经过长期的研究，开发出一种1-取代-5-吡唑醇钠合成路线，该路线反应条件温和，反应路线短，总的反应收率高，特别是使用丙烯酸甲酯和乙酯大大的降低了生产成本，更加适合工业化生产。
发明内容
针对现有技术公开的1-取代-5-吡唑醇钠合成路线中存在的问题，本发明的目的是提供一种工艺条件温和、工艺成本低的1-取代-5-吡唑醇钠的制备方法。
本发明1-取代-5-吡唑醇钠合成技术方案可以避免了现有技术中丙烯酸甲酯和乙酯与水合肼成环产生副产物的缺陷。
具体地，本发明提供一种1-取代-5-吡唑醇钠的制备方法，其合成路线如下
，其中，R1为H和甲基，R2为C1-C6烷基，优选甲基和乙基；R为甲基和乙基。
本发明的有益效果
1、反应过程中原料甲醛或乙醛不与水合肼发生关环反应，避免了现有技术中出现的关环反应副产物；
2、本发明的工艺路线反应温度低，降低能耗；反应路线短，操作简单，容易实现工业化生产，极大的降低了生产1-取代-5-吡唑醇钠的工艺成本。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的成分或步骤，而并未排除其它物质成分或步骤。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。
本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实施例中，对于本领域技术人员熟知的原料、方法、手段等未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
本发明中Cn-Cm的下标n和m在所有情况下表示该基团中的碳原子数。
本文所用的术语“烷基”在每种情况下表示通常具有1-10个碳原子，常常为1-6个碳原子，优选1-4个碳原子直链或支化烷基。C1-C4烷基的示例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、1-甲基丙基(仲丁基)、2-甲基丙基(异丁基)、1,1-二甲基乙基(叔丁基)。
本发明一方面提供一种式I化合物的制备方法，其合成路线如下：
，其中，R1为H和甲基，R2为C1-C6烷基，优选甲基和乙基；R为甲基和乙基。
上述制备方法中，式II和水合肼反应时，式II化合物和水合肼的摩尔比为1：1-2，优选1：1-1.5，反应温度为10-80℃，优选30-80℃。反应优选在有机溶剂中进行，所述的有机溶剂为醇类溶剂，优选甲醇、乙醇。反应时间为1-10h，优选1-5h。水合肼的浓度为10％-100％，优选10-95％，最优选10-80％。研究发现水合肼在优选的的浓度范围内具有较好的反应效果。
进一步的，上述制备方法中，式III和化合物A加成反应在溶剂中进行，所述的溶剂为甲醇或乙醇，反应的温度为为10-80℃，优选15-80℃，摩尔比为III所示的化合物:化合物A＝1：1-1.8，优选1：1-1.5。
上述制备方法中，式IV在碱的条件下缩合制备得到式I，所述的碱为无机碱和有机碱；所述的无机碱为氢氧化钠；所述的有机碱为醇钠，优选甲醇钠、乙醇钠、丙醇钠和叔丁醇钠；其中式IV和碱的摩尔比为1：1-1.8，优选为1：1-1.5；反应在溶剂中进行，溶剂优选甲醇或乙醇。式IV的缩合反应温度为10-80℃，优选60-80℃。
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
以下实施例中，反应物和产物的量通过液相色谱(Agilent HPLC 1260)测得。
以下实施例中，反应的转化率和选择性通过以下公式计算：
转化率＝(原料投入摩尔量-产物中残留的原料摩尔量)/原料投入摩尔量×100％；
选择性＝目标产物的实际摩尔量/目标产物的理论摩尔量×100％。
下列实施例中转化率和收率是通过HPLC的检测的结果计算得到，纯度是HPLC检测纯度。
实施例
实施例1乙醛腙的制备
在装有机械搅拌的四口瓶中加入28.13g 80％水合肼(水合肼计0.45mol)，40.45g乙醇，30-40℃缓慢滴加33.7g 40％的乙醛水溶液(乙醛计0.3mol)，滴加完保温3-4h，液相中控至反应完全，收率为89.02％。
实施例2-5分别改变水合肼浓度，温度以及摩尔比，其他条件参照实施例1
表1不同水合肼浓度，温度以及摩尔比对乙醛腙的制备的影响
实施例63-(2-亚乙基腈基)丙酸乙酯的制备
在30-40℃下，向乙醛腙溶液中(其中，乙醛腙计0.267mol)，缓慢滴加38.20g丙烯酸乙酯(0.373mol)，滴加完保温3-4h至反应完全，反应结束后加入126.74g二甲苯萃取，减压蒸出产品，得到3-(2-亚乙基腈基)丙酸乙酯37.44g，收率88.62％。
实施例7-9分别改变丙烯酸乙酯摩尔比和温度，其他条件参照实施例6
表2不同丙烯酸乙酯摩尔比和反应温度对3-(2-亚乙基腈基)丙酸乙酯的制备的影响
| 实施例 | 温度/℃ | 化合物A摩尔比/％ | 转化率/％ | 收率/％ |
| 7 | 38 | 1.1 | 93 | 90.28 |
| 8 | 15 | 1.1 | 89 | 85.42 |
| 9 | 80 | 1.1 | 90 | 87.71 |
实施例101-乙基-5-吡唑醇钠的制备
在四口烧瓶中加入20％乙醇钠乙醇溶液88.57g(乙醇钠计0.26mol)，升温至60℃，将3-(2-亚乙基腈基)丙酸乙酯(0.236mol)缓慢滴入，滴加完保温2-3h，反应结束后蒸出2/3溶剂47.24g，然后加入63.47g二甲苯继续蒸出溶剂，剩少量溶剂后降温过滤得到1-乙基-5-吡唑醇钠27.19g，收率86％。
实施例11-13通过改变碱的种类及摩尔比、和温度，其他条件参照实施例10
表3不同碱的种类及摩尔比、反应温度对制备1-乙基-5-吡唑醇钠反应的影响
| 实施例 | 温度/℃ | 碱的摩尔比/％ | 碱 | 转化率/％ | 收率/％ |
| 11 | 60 | 1.4 | 乙醇钠 | 89 | 83.70 |
| 12 | 45 | 1.1 | 乙醇钠 | 84 | 79.65 |
| 13 | 60 | 1.1 | NaOH | 85 | 70.32 |
实施例14甲醛腙的制备
在装有机械搅拌的四口瓶中加入20.6g 80％水合肼(水合肼计0.33mol)，27.58g甲醇，30-40℃缓慢滴加24.3g 37％甲醛水溶液(甲醛计0.3mol)，滴加完保温3-4h，液相中控至反应完全。甲醛腙的定量收率为86.93％。
实施例153-(2-亚甲基腈基)丙酸甲酯的制备方法
在上述制得的甲醛腙溶液中(甲醛腙计0.26mol)，30-40℃继续缓慢滴加25.20g丙烯酸甲酯(0.287mol)，滴加完保温3-4h至反应完全，反应结束后加入101.82g二甲苯萃取，减压蒸出产品，得到3-(2-亚甲基腈基)丙酸甲酯30.47g，收率89.77％。
实施例161-甲基-5-吡唑醇钠的制备方法
在四口烧瓶中加入30％甲醇钠甲醇溶液46.37g(甲醇钠计0.257mol)，升温至60℃，将上述制得的3-(2-亚甲基腈基)丙酸甲酯(0.233mol)缓慢滴入，滴加完保温2-3h，反应结束后蒸出2/3溶剂24.73g，然后加入55.23g二甲苯继续蒸出溶剂，剩少量溶剂后降温过滤得到1-甲基-5-吡唑醇钠25.68g，收率91％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术方案做任何形式的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例作出的任何简单修改，等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种式I化合物的制备方法，其特征在于，其合成路线如下：
，
其中，R1为H和甲基，R2为甲基和乙基；R为甲基和乙基；所述的水合肼浓度为10-100%，式II和水合肼的反应的温度为10-80℃，II所示的化合物与水合肼摩尔比为1：1-2；式III和化合物A加成反应在溶剂中进行，所述的溶剂为甲醇或乙醇，反应的温度为30-40℃，III所示的化合物与化合物A摩尔比为1：1-1.8；式IV在碱的条件下缩合制备得到式I的反应温度为60-80℃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，式II和水合肼的反应的温度为30-80℃，II所示的化合物与水合肼摩尔比为1：1-1.5；所述的水合肼浓度为10%-80%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，III所示的化合物与化合物A摩尔比为1：1-1.5。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，式IV在碱的条件下缩合制备得到式I，所述的碱为无机碱和有机碱；所述的无机碱为氢氧化钠；所述的有机碱为醇钠；其中式IV和碱的摩尔比为1：1-1.8；反应在溶剂中进行。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的有机碱甲醇钠、乙醇钠、丙醇钠和叔丁醇钠中一种；其中式IV和碱的摩尔比为1：1-1.5；溶剂为甲醇或乙醇。
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| JPS61229852A (ja) * | 1985-04-03 | 1986-10-14 | Nissan Chem Ind Ltd | １−メチル−５−ヒドロキシピラゾ−ルの製造法 |
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| CN112135814A (zh) * | 2018-05-31 | 2020-12-25 | 组合化学工业株式会社 | 含氟吡唑衍生物的制造方法及其中间体 |
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2022
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