HK1136826A - 取代氰基苯氧基-嘧啶基氧基-苯基丙烯酸酯衍生物的制备方法 - Google Patents
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Description
本发明的领域
本发明涉及化学合成领域，特别地涉及合成取代氰基苯氧基-嘧啶基氧基-苯基丙烯酸酯衍生物的改进方法。
本发明的背景
在工业化学合成领域中，化学过程的收率和选择性的改进对于工业有相当大的影响。特别地，改进的焦点在于降低成本，简化装置的操作过程和环境考虑。这三个因素在农用化学品领域中是特别重要的，其中化学品的量很大但边际利润相对小。
在由多阶段合成合成的许多农用化学品化合物当中，(E)-2-{2-[6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基]苯基}-3-甲氧基丙烯酸甲基酯(化学通用名称：嘧菌酯(azoxystrobin))，特别地引起本本发明人的注意。公开在美国专利No.5,395,837中的嘧菌酯是具有保护剂、治疗药、铲除剂、片层转移(translaminar)和系统性功能的植物保护杀真菌剂。在US 5,395,837中所述的嘧菌酯的制备包括在DMF中在95℃-100℃之间的温度下，在化学计量用量的碳酸钾和催化量的氯化亚铜(I)存在下，在2-氰基苯酚与(E)-2-[2-(6-氯嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲基酯[也已知为(E)-2-[2-(6-氯嘧啶-4-基氧基)-苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲基酯]之间的芳香族取代反应。报导的嘧菌酯收率是65％，其中该产品发现具有110℃-111℃的熔点，表明最终产品具有较低纯度，它随后需要进一步提纯。已经提示，2-氰基苯酚或氰基苯酚或苯酚的其它异构体一般在约90℃和90℃以上的温度条件下，在碱性试剂(它能够促进苯酚盐的形成)存在的反应可以引起聚合反应和焦油形成。这显然是非常不希望有的副作用。
因此长久以来需要具有改进的收率和选择性的在酚类存在下芳香族取代反应的方法。
因此，本发明的目的是提供让酚类在碱性条件下反应的方法，其中收率和选择性得到改进。
本发明的其它目的在展开叙述之后变得清楚。
本发明的概述
本发明提供在苯酚盐(phenolate)形成条件下让苯酚(phenol)衍生物与芳族底物(substrate)反应的方法，该方法包括以下步骤：
a)让苯酚衍生物与碱在极性有机溶剂中进行反应而获得苯酚盐，其中在反应过程中从反应混合物中除去水。
b)将芳族底物添加到在步骤(a)中获得的反应混合物中，
c)将步骤(b)的反应混合物加热到80℃-130℃、优选90-100℃的温度保持2-7小时，获得苯氧基取代芳族底物，
d)从步骤(c)的混合物中除去溶剂，然后进一步分离和提纯该苯氧基取代芳族底物。
任选地，在步骤(a)中水的除去与有机溶剂的部分除去联合(inconjunction with)进行。
本发明的详细说明
下列的叙述是本发明的实施方案的举例说明。下面的叙述不认为是限制性的，应该理解的是，本领域中的技术人员可以实施本发明的许多明显的变化形式。在整个说明书中术语“酚类(phenols)”和“酚衍生物(phenol derivative)”包括酚和单和多取代的酚类，其中包括2-氰基酚和其它氰基酚异构体。
本发明提供了在苯酚盐形成条件下让苯酚衍生物与芳族底物反应的方法，其中聚合物副产物和焦油的形成减到最少。在将副产物和焦油形成减到最少时，本发明方法提供了改进的收率，同时有产物分离和提纯的改善。本发明方法获得了90％和更高的收率，其中该收率是以芳族底物为基础计算的。已经令人吃惊地发现，单独地产生苯酚盐和随后让苯酚盐与芳族底物反应，可防止不希望有的副产物和焦油的形成。
本发明的方法包括下面步骤：
a)让苯酚衍生物与碱在极性有机溶剂中进行反应而获得苯酚盐，其中在反应过程中从反应混合物中除去水。
进行步骤(a)，其中苯酚衍生物与碱的摩尔比优选是在1∶1到1∶1.5之间，优选1∶1.125到1∶1.15。实现向苯酚盐转化的步骤(a)所需的时间是在60℃到80℃之间的温度下30-120分钟，同时通过真空蒸馏从反应混合物中部分地除去溶剂和水。
根据本发明的优选实施方案，苯酚衍生物可以是苯酚(phenol)，单取代苯酚或多取代苯酚，更优选，氰基苯酚衍生物(cyanophenolderivatives)，其中包括2-氰基苯酚(2-cyanophenol)和4-氰基苯酚(4-cyanophenol)。
该碱可以选自氢氧化物和碳酸盐碱，其中包括但不限于金属氢氧化物、碱金属氢氧化物、金属碳酸盐和碱金属碳酸盐，优选，氢氧化钠或氢氧化钾。
优选的极性有机溶剂的非限制性例子是二甲基甲酰胺(DMF)，二甲基乙酰胺(DMAA)和二甲基亚砜(DMSO)，其中，试剂/溶剂比率的范围优选是0.1摩尔/150ml-0.1摩尔/350ml。
根据本发明的特定实施方案，通过在减压条件下溶剂与水的部分除去，形成苯酚盐。
b)将芳族底物添加到在步骤(a)中获得的反应混合物中。
根据本发明的特殊实施方案，该芳族底物与选自前述组的溶剂中的极性有机溶剂一起添加。芳族底物的添加量使得苯酚衍生物与芳族底物的摩尔比是1∶0.8至1∶1。
在本发明的仍然进一步优选的实施方案中，该芳族底物选自单和多取代的吡啶，嘧啶和苯基。优选，至少单卤素取代的和更优选氯嘧啶衍生物。
c)将步骤(b)的反应混合物加热到80℃-130℃、优选约100℃的温度保持2-7小时、优选约5小时，获得苯氧基取代芳族底物，
d)从步骤(c)的混合物中除去溶剂，然后进一步分离和提纯该苯氧基取代芳族底物。
步骤(d)的操作能够根据本领域中的技术人员已知的方法来进行。该方法包括；通过蒸馏的溶剂除去，其中该蒸馏可以在减压条件下进行，通过洗涤、萃取和结晶的分离和提纯。
根据本发明的特定的优选实施方案，提供(E)-2-{2-[6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基]苯基}-3-甲氧基丙烯酸甲基酯(嘧菌酯)的制备方法，它包括以下步骤：
a)在优选地选自DMF、DMAA和DMSO(更优选DMAA)的极性有机溶剂中，在60℃到80℃、优选在60℃到70℃之间的温度下，让2-氰基苯酚与碱金属氢氧化物或碳酸盐，优选氢氧化钠，反应约1小时，同时在减压下，优选约20-30毫巴，通过蒸馏将在反应中形成的水随溶剂除去。2-氰基苯酚和碱金属氢氧化物的摩尔比是在1∶1至1∶1.5之间。
b)将芳族底物，它是(E)-2-[2-(6-氯嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸(propenoate)甲基酯(通式(I)的化合物)，添加到在步骤(a)中获得的反应混合物中。任选，化合物(I)作为在DMAA中的溶液被添加到反应混合物中。
c)将步骤(b)的反应混合物加热到80℃-130℃、优选90-100℃的温度保持2-7小时、优选4-6小时，获得嘧菌酯，
d)通过在减压下蒸馏从步骤(c)的混合物中除去溶剂；然后用非极性有机溶剂进一步洗涤和萃取反应混合物，溶剂的非限制性例子是甲苯，二甲苯，至少C4乙酸酯(优选，乙酸丁酯)，然后添加水以获得有机相和水相，之后废弃水相和通过冷却有机溶剂从有机相中结晶嘧菌酯，过滤所沉淀的固体物和然后用醇(优选甲醇)清洗，获得具有98％-99％的纯度的嘧菌酯。
在本发明的仍然再一个特定的实施方案中，根据以下方法制备嘧菌酯：
a)让2-氰基苯酚与氢氧化钠在DMAA和DMSO(更优选DMAA)中在60℃到80℃之间的温度下反应约1小时，同时在约20-30毫巴的减压下通过蒸馏将在反应中形成的水与溶剂一起除去，其中2-氰基苯酚和氢氧化钠之间的摩尔比是1∶1至1∶1.5；
b)将芳族底物，它是(E)-2-[2-(6-氯嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲基酯(通式(I)的化合物)，添加到在步骤(a)中获得的反应混合物中，其中化合物(I)作为在DMAA中的溶液被添加到反应混合物中。
c)将步骤(b)的反应混合物加热到在90℃到100℃范围内的温度保持4-6小时，获得嘧菌酯，
d)通过在减压下蒸馏从步骤(c)的混合物中除去溶剂；然后用乙酸丁酯进一步洗涤和萃取反应混合物，然后添加水以获得有机相和水相，之后废弃水相和通过冷却有机溶剂从有机相中结晶嘧菌酯，过滤所沉淀的固体物和然后用甲醇清洗，获得具有98％-99％的纯度的嘧菌酯。
根据本发明的获得嘧菌酯的方法能够以98％-99％的纯度和高于90％的收率得到嘧菌酯。与描述具有64％的收率的过程的现有技术方法相比，这有重要的改进。此外，与现有技术方法不同，在本发明的反应混合物中没有检测到焦油，现有技术方法产生焦油，影响最终产物的纯度。因此本发明的方法是更经济的，生产更低副产物和杂质，此外由于改进的收率，产生显著更低的废液。因此，根据本发明方法的后处理因此也在环境和工作安全上获得改进。
实施例
实施例I：嘧菌酯的制备
将二甲基乙酰胺(DMAA，400ml)，2-氰基苯酚(0.2M，28g)和NaOH(0.225M，9g)在环境温度下加入到装有搅拌器、冷凝器和温度计的三颈1L烧瓶中。含有痕量水的DMAA的量的一半在真空20毫巴/60-65℃下蒸馏掉，混合物在真空20毫巴/室温下保持1小时。添加相同量的打底物(prime)DMAA，将化合物(I)(0.2M，64g)加入到烧瓶中。
反应混合物被加热至100℃并在这些条件下保持5小时(由HPLC监测-化合物(I)转化成嘧菌酯的转化率为98-99％)。
在真空20毫巴/65-70℃蒸馏除去DMAA。在蒸馏结束时，温度能够提高至90-100℃。
在50-60℃下将400g乙酸丁酯(BuAc)和200g水添加到反应混合物中，温度提高至80℃和搅拌10-15分钟。在80℃下分离水相，除去痕量DMAA和除去无机盐。
为了结晶，将BuAc相慢慢地从80℃冷却到-5℃。使用过滤器#2进行过滤。滤饼用60ml冷却了的乙酸丁酯或甲醇洗涤，然后在15小时的过程中在烘箱中于80℃进一步干燥。以98-99％的纯度和90-92％的收率获得嘧菌酯。
尽管本发明的实施方案已经利用实施例进行了描述，但是明显的是，在不脱离本发明的精神或不超过本发明的范围的前提下本发明可以有许多改进、变化和修改。
Claims (18)
1.在苯酚盐形成条件下让苯酚衍生物与芳族底物之间反应的方法，该方法包括以下步骤：
a)让苯酚衍生物与碱在极性有机溶剂中进行反应而获得苯酚盐，其中在反应过程中从反应混合物中除去水，
b)将芳族底物添加到在步骤(a)中获得的反应混合物中，
c)将步骤(b)的反应混合物加热到80℃-130℃、优选90-100℃的温度保持2-7小时，获得苯氧基取代芳族底物，
d)从步骤(c)的混合物中除去溶剂，然后进一步分离和提纯该苯氧基取代芳族底物。
2.根据权利要求1的方法，其中在步骤(a)中水的除去与有机溶剂的部分除去联合进行。
3.根据权利要求1的方法，其中苯酚衍生物与碱的摩尔比是在1∶1到1∶1.5之间，优选1∶1.125到1∶1.15。
4.根据权利要求1-3的方法，其中实现向苯酚盐转化的步骤(a)所需的时间是在60℃到80℃之间的温度下30-120分钟，同时通过真空蒸馏从反应混合物中部分地除去溶剂和水。
5.根据权利要求1-4的方法，其中苯酚衍生物可以是苯酚，单取代苯酚或多取代苯酚，更优选，氰基苯酚衍生物，其中包括2-氰基苯酚和4-氰基苯酚。
6.根据权利要求1到5的方法，其中该碱选自氢氧化物和碳酸盐碱，其中包括金属氢氧化物，碱金属氢氧化物，金属碳酸盐和碱金属碳酸盐，优选，氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钠或碳酸钾。
7.根据权利要求1的方法，其中优选的极性有机溶剂是二甲基甲酰胺(DMF)，二甲基乙酰胺(DMAA)和二甲基亚砜(DMSO)，其中，试剂/溶剂比率的优选范围是0.1摩尔/150ml-0.1摩尔/350ml。
8.根据权利要求1的方法，其中该芳族底物可以在步骤(b)中与极性有机溶剂一起添加。
9.根据权利要求1的方法，其中该芳族底物的添加量使得苯酚衍生物与芳族底物的摩尔比是在1∶0.8至1∶1之间，优选1∶1。
10.根据权利要求1的方法，其中该芳族底物选自单和多取代吡啶、嘧啶和苯基，优选，至少单卤素取代和更优选氯-嘧啶衍生物。
11.根据权利要求1的方法，其中将步骤(b)的反应混合物加热到80℃-130℃，优选约100℃的温度保持2-7小时，优选约5小时，获得苯氧基取代芳族底物。
12.根据权利要求1-11中任何一项的制备(E)-2-{2-[6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基]苯基}-3-甲氧基丙烯酸甲基酯(嘧菌酯)的方法，它包括以下步骤：
a)在极性有机溶剂中，在60℃到80℃、优选在60℃到70℃之间的温度下，让2-氰基苯酚与碱金属氢氧化物或碳酸盐反应约1小时，同时在减压下通过蒸馏将在反应中形成的水随溶剂除去。
b)将芳族底物，它是(E)-2-[2-(6-氯嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲基酯(通式(I)的化合物)，添加到在步骤(a)中获得的反应混合物中，任选地，将化合物(I)作为在DMAA中的溶液被添加到反应混合物中；
c)将步骤(b)的反应混合物加热到80℃-130℃、优选90-100℃的温度保持2-7小时、优选4-6小时，获得嘧菌酯，
d)通过在减压下蒸馏从步骤(c)的混合物中除去溶剂；然后用非极性有机溶剂进一步洗涤和萃取反应混合物，然后添加水以获得有机相和水相，之后废弃水相和通过冷却有机溶剂从有机相中结晶嘧菌酯，过滤所沉淀的固体物和然后用醇(优选甲醇)清洗，获得具有98％-99％的纯度的嘧菌酯。
13.根据权利要求12的方法，其中该碱是氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钠或碳酸钾。
14.根据权利要求12或13的方法，其中该极性有机溶剂选自DMF、DMAA和DMSO，更优选DMAA。
15.根据权利要求12-14任一项的方法，其中在减压下，优选约20-30毫巴，通过蒸馏将在步骤(a)的反应中形成的水与溶剂除去，其中2-氰基苯酚和碱的摩尔比是在1∶1至1∶1.5之间。
16.根据权利要求12到15的方法，其中步骤(d)的非极性有机溶剂选自甲苯，二甲苯，至少C4乙酸酯，优选乙酸丁酯。
17.根据权利要求12的方法，它包括：
a)让2-氰基苯酚与氢氧化钠在DMAA和DMSO(更优选DMAA)中在60℃到80℃之间的温度下反应约1小时，同时在约20-30毫巴的减压下通过蒸馏将在反应中形成的水与溶剂除去，其中2-氰基苯酚和氢氧化钠之间的摩尔比是1∶1至1∶1.5；
b)将芳族底物，它是(E)-2-[2-(6-氯嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲基酯(通式(I)的化合物)，添加到在步骤(a)中获得的反应混合物中，其中将化合物(I)作为在DMAA中的溶液被添加到反应混合物中；
c)将步骤(b)的反应混合物加热到在90℃到100℃范围内的温度保持4-6小时，获得嘧菌酯，
d)通过在减压下蒸馏从步骤(c)的混合物中除去溶剂；然后用乙酸丁酯进一步洗涤和萃取反应混合物，然后添加水以获得有机相和水相，之后废弃水相和通过冷却有机溶剂从有机相中结晶嘧菌酯，过滤所沉淀的固体物和然后用甲醇清洗，获得具有98％-99％的纯度的嘧菌酯。
18.在这里举例说明和描述的方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IL180134 | 2006-12-17 |
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| HK1136826A true HK1136826A (zh) | 2010-07-09 |
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