CN1224423A - 制备2,3-二氢-2-甲基-2-烷基苯并呋喃衍生物的方法 - Google Patents

制备2,3-二氢-2-甲基-2-烷基苯并呋喃衍生物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及制备式(Ⅰ)所示的2,3-二氢-2-甲基-2-烷基苯并呋喃衍生物的方法,它是农用化学品和药品的有用中间体,其中X选自氢、卤素、羟基、醛基和C1~C6烷基,R选自C1~C6烷基。

Description

制备2,3-二氢-2-甲基-2-烷基苯并呋喃衍生物的方法
技术背景
技术领域
本发明涉及制备式(Ⅰ)所示的2,3-二氢-2-甲基-2-烷基苯并呋喃衍生物的方法,它是农用化学品和药品的有用的中间体。其中X选自氢、卤素、羟基、醛基和C1-C6烷基;和R选自C1-C6烷基。
本发明的描述
众所周知,式(Ⅰ)所示的2,3-二氢-2-甲基-2-烷基苯并呋喃衍生物是农用化学品,如农药和药品的中间体。在式(Ⅰ)所示的这类化合物中,2,3-二氢-2,2-二甲基-7-羟基苯并呋喃(称作呋喃酚(Carbofuranphenol))是杀虫剂2,3-二氢-2,2-二甲基-7-羟基苯并呋喃基N-甲基氨基甲酸酯的非常有用的中间体。
另外,公知2,3-二氢-2,2-二甲基苯并呋喃醛衍生物是作为拟除虫菊酯衍生物的中间体,而后者是本领域公知的杀虫剂。[日本专利No.402,753A1;欧洲专利公开公报No.0473,041(1992);德国专利No.2108,932;欧洲专利No.0271,170]。
现有技术中有几种制备呋喃酚的常用方法。例如通过邻苯二酚和甲代烯丙基卤的烷基化得到2-甲代烯丙氧基酚,然后在强酸或路易斯酸的存在下于高温环化[美国专利No.4,380,654;日本专利公开公报昭60-100,569;欧州专利公开公报No.115,837(1984);日本专利公开公报昭58-174,375;日本专利公开公报平5-835,180;日本专利公开公报平5-839,679;日本专利公开公报昭58-21,676]。呋喃酚还可通过2-甲代烯丙氧基苯酚的克莱森(Claisen)重排来制备,其在强酸或路易斯酸存在下于高温下环化[日本专利公开公报昭62-178,580,巴西专利申请No.8301,980;德国专利公开公报No.3,027,335(1981)]。
本发明提供了一种新型的和简便的方法来制备2,3-二氢-2,2-二甲基苯并呋喃衍生物,其特征在于它是通过2-(β-烷基烯丙基)酚和2-(2-烷基丙烯基)酚的环化来制备的,并且后两者是由(β-烷基烯丙基)氧基苯的克莱森(Claisen)重排制备的。
本发明概述
本发明目的是提供一种制备2,3-二氢-2,2-二甲基苯并呋喃衍生物的新方法,它可用作农用化学品和药品,如杀虫剂2,3-二氢-2,2-二甲基-7-羟基苯并呋喃基N-甲基氨基甲酸酯或拟除虫菊酯的中间体。
应该理解的是上文的概述和下文的详细描述均是示例性的,并且其目的在于对本发明作进一步解释。本发明详细描述
本发明供了一种制备式(Ⅰ)的化合物的方法,其特征在于式(Ⅱ)的(β-烷基烯丙基)氧基苯衍生物的克莱森重排得到式(Ⅲ-1)和(Ⅲ-2)两种异构体,然后在催化量的碘和惰性溶剂的存在下于室温下将式(Ⅲ-1)和(Ⅲ-2)进行环化。
Figure A9618032600041
其中,X和R分别如上文所述定义。
在本发明的方法中,式(Ⅱ)的(β-烷基烯丙基)氧基苯的衍生物的克莱森重排可在高沸点溶剂中或在没有溶剂情况下于温度为180℃-250℃、优选210℃-220℃的条件下进行。优选的合适溶剂为N,N-二甲基苯胺或十二烷等。
克莱森重排制得的反应产物是具有式(Ⅲ-1)的2-(β-烷基烯丙基)酚衍生物和具有式(Ⅲ-2)的2-(烷基丙烯基)酚的衍生物,该反应可以朝生成任何一种可能的立体异构体方向进行。这两种异构体可以以混和的形式来加以使用或者分别作为基本纯立体异构体单独使用从而得到式(Ⅰ)的化合物。式(Ⅲ-1)和(Ⅲ-2)的立体异构体可用公知的方法加以分离并且可用核磁共振谱、红外光谱和质谱来加以鉴定。
纯异构体或其混和物在催化量的碘存在下于惰性溶剂中和室温下环化30分钟至4小时,得到式(Ⅰ)的化合物。在环化反应中,催化剂碘的量优选为0.1-1当量、更优选0.2当量(相当于式(Ⅲ-1)和/或(Ⅲ-2)的化合物的量)。优选的溶剂为烃,如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、甲苯、二甲苯等。
本发明方法的主要特征在于它不会由于碘和2-甲代烯丙基酚或2-异丁烯基酚反应而造成碘代环化作用。[四面体(Tetrahedron),第46卷,第3321-3408页(1990年)]。并且在温和条件下式(Ⅰ)化合物的收率是定量的。
本发明可通下述实施例来加以解释。它们仅用于解释目的而不是用来限制本发明范围。实施例1A.2-甲代烯丙氧基酚
在搅拌条件,向邻苯二酚(22g,0.2mol)于丙酮(120ml)和N,N-二甲基甲酰胺(30ml)的混和物中加入无水碳酸钾(14g,0.1mol)和甲代丙烯基氯(20ml,0.2mol)。反应混和物加热回流18小时。反应混和物冷却至室温、过滤并浓缩滤液。残余物溶于2N盐酸(100ml)中,并顺序用己烷(50ml×3)和乙酸乙酯(50ml×3)萃取,有机层用20%氢氧化钠水溶液(50ml×3)洗涤,用浓盐酸酸化并用己烷萃取。有机层用无水硫酸镁干燥、过滤,然后在减压下浓缩得到粗产品,用硅胶柱色谱纯化得到17.8g的2-甲代烯丙氧基苯酚沸点:78-80℃/0.05托1H NMR(CDCl3):δ1.8(s,3H),4.46(s,2H),4.95(s,1H)5.05(s,1H),
              5.68(宽峰,1H),6.76~6.95(m,4H)。B.2-甲代烯丙基邻苯二酚和2-异丁烯基邻苯二酚
将2-甲代烯丙氧基酚(15.94g)和N,N-二甲基苯胺(30g)的混和物在200℃下加热1小时然后冷却至室温。反应混和物中加入2N的盐酸(100ml)并顺序用己烷和乙酸乙酯(50ml×4)萃取。分离所得有机层并用无水硫酸镁干燥、过滤并在减压下浓缩。残余物在高真空下蒸馏得到11.6g 2-甲代烯丙基邻苯二酚和2-异丁烯基邻苯二酚的混和物(摩尔比3∶1),黄色油状物。产率(混和物):73%沸点(混和物):104℃/0.05托2-甲代烯丙基邻苯二酚:1H NMR(CDCl3):δ1.7(s,3H),3.35(s,2H),4.85(dd,2H),5.7(宽峰,
               2H),6.76(m,3H)。2-异丁烯基邻苯二酚:1H NMR(CDCl3):δ1.68(s,3H),1.90(s,3H),4.72(dd,2H),5.7(宽
              峰,2H),6.76(m,3H)。C.2,3-二氢-2,2-二甲基-7-羟基苯并呋喃
向2-甲代烯丙基邻苯二酚和2-异丁烯基邻苯二酚(3∶1摩尔比,7.75g)于四氯化碳(50ml)的混和物中加入碘(I2,2.4g,0.2当量)并在室温下搅拌30分钟。反应混和物用5%的Na2S2O3水溶液稀释直至深色转变成清亮为止。分离所得有机层,用无水硫酸镁干燥、过滤,然后在减压下浓缩。残余物用硅胶柱色谱纯化得到6.5g 2,3-二氢-2,2-二甲基-7-羟基苯并呋喃。产率:84%沸点:84~85℃/0.002托1H NMR(CDCl3):δ1.45(s,3H),3.0(s,2H),5.42(s,1H),5.7(宽峰,
               2H),6.7(m,3H)。实施例2A.4-甲代烯丙氧基苯甲醛
在搅拌条件下,向4-羟基苯甲醛,(61ml,0.5mol)于丙酮(150ml)和N,N-二甲基甲酰胺(25ml)中的混和物中加入无水碳酸钾(51g)和甲代烯丙基氯(63ml,0.75mol)。反应混和物加热回流18小时。然后冷却至室温、过滤并浓缩滤液。残余物溶于乙醚(100ml)中并顺序用水、20%氢氧化钠溶液和盐水洗涤。所得有机层用无水硫酸镁干燥、过滤并在减压下浓缩。残余物用硅胶柱色谱纯化得到76.5g无色的4-甲代烯丙氧基苯甲醛。产率:86.8%沸点:95℃/0.001托1H NMR(CDCl3):δ1.80(s,3H),4.45(s,2H),4.98(dd,1H),5.15(dd,
              1H),6.70(d,1H),7.50(dd,2H),9.7(s,1H)。B.2-甲代烯丙基苯酚-4-醛和2-异丁烯基苯酚-4-醛
将4-甲代烯丙氧基苯甲醛(57g,0.33mol)和N,N-二甲基苯胺(50g)的混和物在210℃下加热搅拌1小时,然后冷却至室温。反应混和物用已烷(50ml)稀释、克莱森碱(Claisen alkali)(50ml×2)萃取并用己烷洗涤。碱层冷却至0℃,用浓盐酸中和,然后用乙醚(30ml×3)萃取。所得有机层用无水硫酸镁干燥、过滤,然后在减压下浓缩。残余物用硅胶柱色谱加以纯化得到36g 2-甲代烯丙基苯酚-4-醛和2-异丁烯基苯酚-4-醛的黄色油状混和物。产率(混和物):63%1H NMR(CDCl3):δ1.74(s,3H),3.38(s,2H),4.70(s,1H),4.84(s,
              1H),5.69(宽峰,1H),6.70(d,1H),7.50(dd,
              2H),9.7(s,1H)。C.2,3-二氢-2,2-二甲基苯并呋喃-5-醛
向2-甲代烯丙基苯酚-4-醛和2-异丁烯基苯酚-4-醛的混和物(27.5g)于二氯甲烷(160ml)的溶液中加入碘(6.0g,0.2当量)并在室温下搅拌2小时。反应混和物用10%的Na2S2O3水溶液稀释。分离所得有机层并用无水硫酸镁干燥、过滤,然后在减压下浓缩。残余物用硅胶柱色谱纯化得到20.3g2,3-二氢-2,2-二甲基苯并呋喃-5-醛。产率:74%1H NMR(CDCl3):δ1.48(s,3H),3.00(s,2H),6.70(d,1H),7.50(dd,
              2H),9.7(s,1H)。实施例3A.2-甲代烯丙氧基苯甲醛
在搅拌条件下,向水杨醛(36.6g,0.3mol)于丙酮(150ml)和N,N-二甲基甲酰胺(25ml)的混和物中加入无水碳酸钾(31g,0.2mol)和甲代烯丙基氯(44.4ml,0.45mol)。反应混和物加热回流18小时。然后将反应混和物冷却至室温并过滤,浓缩滤液。残余物溶于乙醚(100ml)并顺序用20%氢氧化钠溶液(50ml×3)和盐水洗涤,所得有机层用无水硫酸镁干燥、过滤,然后在减压下浓缩。残余物通过高真空蒸馏得到47g浅黄色油状的2-甲代烯丙氧基苯甲醛。产率:90%沸点:84℃/0.05托1H NMR(CDCl3):δ1.8(s,3H),4.32(s,2H),4.97(d,1H),6.7~7.2(m,
              4H),11.5(m,4H)。B.2-甲代烯丙基苯酚-7-醛
将2-甲代烯丙氧基苯甲醛(36.6g)和N,N-二甲基苯胺(40g)的混和物在170~175℃下加热搅拌1小时,然后冷却至室温。反应混和物用己烷(50ml)稀释、克莱森碱(25ml×3)萃取,并用己烷洗涤。碱层冷却至0℃,用浓盐酸中和然后用乙醚萃取。所得有机层用无水硫酸镁干燥、过滤,然后在减压下浓缩。残余物用硅胶柱色谱纯化得到23.53g黄色油状的2-甲代烯丙基苯酚-7-醛。1H NMR(CDCl3):δ1.68(s,3H),3.31(s,2H),4.66(d,2H),5.6(宽峰,
              1H),6.5~7.2(m,3H),9.62(s,1H)。C.2,3-二氢-2,2-二甲基苯并呋喃-7-醛
向2-甲代烯丙基苯酚-7-醛(7.04g)于二氯甲烷(60ml)的溶液中加入碘(2.1g,0.2当量)并在室温下搅拌3小时,反应混和物用5%的Na2S2O3水溶液稀释。所得有机层用无水硫酸镁干燥、过滤,然后在减压下浓缩。残余物用硅胶柱色谱纯化得到4.43g 2,3-二氢-2,2-二甲基苯并呋喃-7-醛。产率:63%沸点:81~82℃1H NMR(CDCl3):δ1.49(s,6H),3.00(s,2H),6.60~7.55(m,3H),10.05
              (s,1H)。实施例4~13
表1和表2中的式(Ⅰ)化合物均是基本按照实施例1到实施例3中所详细描述的方法来制备的,并且所用的基本上是纯异构体。这些化合物均在杂环(Heterocycles)1993年,第36卷,第497~505页得到表征。
表1
Figure A9618032600101
    (Ⅲ-1) 环化条件     (Ⅰ),X 收率(%)
实施例4  3,5,6-Me3 I2(0.2当量)室温30分钟   4,6,7-Me3     98
实施例5  3,5,6-Me3 I2(0.2当量)室温6小时   4,6,7-Me3     100
实施例6  6-Cl-3,4-Me2 I2(0.2当量)室温30分钟   7-Cl-4,5-Me2     97
实施例7     6-Cl I2(0.2当量)室温30分钟   7-Cl     96
实施例8     6-CHO I2(0.2当量)室温30分钟   7-CHO     63
实施例9     4-CHO I2(0.2当量)室温30分钟   5-CHO     74
实施例10     6-OH I2(0.2当量)室温30分钟   7-OH     84
表2
Figure A9618032600102
    (Ⅲ-1) 环化条件     (Ⅰ),X 收率(%)
实施例11  3,5,6-Me3 I2(0.2当量)室温4小时     4,6,7-Me3     97
实施例12  6-Me I2(0.2当量)室温1小时     7-Me     80
实施例13  H I2(0.2当量)室温1小时     H     80

Claims (2)

1.制备式(Ⅰ)化合物的方法,其特征在于:式(Ⅱ)的(β-烷基烯丙基)氧基苯衍生物经过克莱森重排形成式(Ⅲ-1)和式(Ⅲ-2)的立体异构体;然后在催化量的碘存在下于惰性溶剂中和室温下环化,
Figure A9618032600021
其中X选自氢、卤素、羟基、醛基和C1~C6烷基;R选自C1~C6烷基。
2.根据权利要求1的方法,其中式(Ⅲ-1)所示的2-(β-烷基烯丙基)苯酚衍生物和式(Ⅲ-2)所示的2-(烷基丙烯基)苯酚衍生物是以混和的形式加以使用的,或是以基本纯异构体形式而单独加以使用的。
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