WO2015109420A1 - 一种空气氧化制备 3-氟代烷基-1-取代吡唑-4-羧酸的方法 - Google Patents

一种空气氧化制备 3-氟代烷基-1-取代吡唑-4-羧酸的方法 Download PDF

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江岳恒
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Definitions

  • the invention relates to the technical field of chemical production, in particular to a method for preparing 3 fluorodecyl-1-substituted pyrazole-4-carboxylic acid by air oxidation.
  • 3-Fluoroalkyl-1-substituted pyrazole-4-carboxylic acids are important intermediates for some new pesticides, such as Isopyrazam (CAS : 881685-58-1 ) , Sedaxane ( CAS : 874967-67-6 ), Penthiopyrad (CAS: 183675-82-3). Therefore, we have studied the preparation method of it.
  • the oxidizing agent for the oxidation of 3-fluorodecyl-1-substituted pyrazole-4-carbaldehyde to 3-fluoroindol-1- 1-pyrazole-4-carboxylic acid is mainly potassium permanganate (. JP2010202649; US6063734, etc.), PCC/periodic acid (W0 2010130767; W0 2011061205, etc.), more sodium hydroxide/hydrogen peroxide (W0 2012065944; W02011151383, etc.). Potassium permanganate, PCC, etc.
  • the invention provides a novel method for preparing 3-fluoroalkyl-1-substituted pyrazole-4-carboxylic acid by air oxidation, which is mild, safe and clean, and is suitable for industrial large-scale production.
  • a method for preparing 3-fluorodecyl-1-substituted pyrazole-4-carboxylic acid by air oxygenation characterized by: 3-fluoroalkyl-1-substituted pyrazole-4-carbaldehyde I) as a raw material, in a neutral or alkaline ring
  • 3-fluoroalkyl-1-substituted pyrazole-4-carbaldehyde I as a raw material, in a neutral or alkaline ring
  • the reaction gives 3-fluoroalkyl-1-substituted pyrazole-4-carboxylic acid (formula II);
  • R 2 is hydrogen or a fluorine atom
  • R 3 is a hydrogen atom or a lower alkane
  • X is hydrogen or a chlorine atom.
  • the catalyst used is a nano-copper oxide catalyst, and the weight ratio thereof to 3-fluoroalkyl-1-substituted pyrazole-4-carbaldehyde is 0.001-0.1:1; the reaction temperature is controlled at 25 ° C to 50 ° Within the C range.
  • the above alkaline environment is achieved by adding sodium hydroxide or potassium hydroxide or lithium hydroxide.
  • the method of the present invention is mild in reaction, safe in production, environmentally safe in the reaction process, and suitable for industrialized large-scale production.
  • Examples 1 to 3 are exemplified by the preparation of 3-difluoromethyl-1-methyl-5-chloropyrazole-4-carboxylic acid, and Example 4 is Preparation 3- Difluoromethyl-1-methylpyrazole-4-carboxylic acid is taken as an example, and Example 5 is an example of preparing 3-difluoromethylpyrazole-4-carboxylic acid, and Example 6 is to prepare 3-trifluoromethyl.
  • the base-1-methyl-5-chloropyrazole-4-carboxylic acid is exemplified, but the invention is not limited to this embodiment.

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Abstract

提供了一种空气氧化制备3-氟代烷基-1-取代吡唑-4-羧酸的方法,该方法以3-氟代烷基-1-取代吡唑-4-甲醛为原料,在中性或碱性环境中,在催化剂作用下,以空气为氧化剂,反应得到3-氟代烷基-1-取代吡唑-4-羧酸。该方法反应温和、安全、清洁、适合工业化大生产。

Description

一种空气氧化制备 3-氟代烷基- 1 -取代吡唑- 4-羧酸的方法 技术领域
本发明涉及化工生产技术领域, 尤其涉及一种空气氧化制备 3 氟代垸 基- 1-取代吡唑- 4-羧酸的方法。
背景技术
3-氟代烷基- 1-取代吡唑- 4-羧酸是一些新型农药的重要中间体, 如 Isopyrazam ( CAS : 881685-58-1 ) , Sedaxane ( CAS : 874967-67-6 ), Penthiopyrad ( CAS: 183675-82-3 )。 因此我们研究幵发了它的制备方法。
Figure imgf000002_0001
文献对 3-氟代垸基- 1-取代吡唑- 4-甲醛进行氧化得到 3-氟代垸基- 1- 取代吡唑- 4-羧酸的氧化剂主要有高锰酸钾 (. JP2010202649; US6063734 等), PCC/高碘酸 ( W0 2010130767; W0 2011061205 等), 较多使用氢氧化 钠 /双氧水 ( W0 2012065944; W02011151383等)。 高锰酸钾、 PCC等容易造 成环境污染; 而双氧水法, 由于双氧水的不稳定性, 反应温度偏低非常缓 慢, 反应温度偏高, ·'双氧水剧烈分解, 造成'安全隐患。 因此我们研究, 发 明了催化空气氧化新方法。
发明内容
本发明提供一种以空气氧化制备 3-氟代烷基 -1-取代吡唑 -4-羧酸的 新方法, 该方法反应温和、 安全、 清洁, 适合工业化大生产。
本发明采用的技术方案:
一种空气氧'化制备 3-氟代垸基 -1-取代吡唑- 4-羧酸的方法, 其特征在 于: 以 3-氟代烷基- 1-取代吡唑- 4-甲醛 (式 I ) 为原料, 在中性或碱性环 境中, 在催化剂作用下, 以空气为氧化剂, 反应得到 3-氟代烷基 -1-取代 吡唑- 4-羧酸 (式 II);
Figure imgf000003_0001
其中, 、 R2是氢或氟原子, R3是氢原子或 的低级烷烃, X 是氢 或氯原子。
反应过程中, 所用催化剂为纳米氧化铜催化剂, 其与 3-氟代烷基 -1-取 代吡唑 -4-甲醛的重量比为 0.001-0.1: 1; 反应温度控制在 25°C〜 50°C范 围内。
上述碱性环境是通过加氢氧化钠或氢氧化钾或氢氧化锂来实现。
本发明的有益效果: 本发明的方法反应温和, 生产安全, 反应过程环 保安全, 适合工业化大生产。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例,其中实施例 1〜3是以制备 3-二氟甲基- 1- 甲基- 5-氯吡唑 -4-甲酸为例、 实施例 4 是以制备 3-二氟甲基- 1-甲基吡唑 -4-甲酸为例、 实施例 5 是以制备 3-二氟甲基吡唑 -4-甲酸为例、 实施例 6是 以制备 3-三氟甲基 -1-甲基 -5-氯吡唑 -4-甲酸为例, 但本发明并不限于此实施 例。
实施例 1
在 1000 mL 反应瓶中, 加入 38.9g 3 二氟甲基- 1-甲基 -5-氯吡唑 _4_甲 醛和 390ml 水, 再加入 8.4g氢氧化钠, 进行搅拌, 然后加入 lg纳米氧化铜, 控制反应温度为 25-30°C, 通空气进行氧化反应 15 小时, 使 HPLC 原料即 3_二 氟甲基 -1-甲基- 5-氯吡唑 -4-甲醛的量小于总量的 0.2%; 停止反应, 过滤, 回 收铜催化剂。 将反应液冷却至 10Ό以下, 加 31%盐酸酸化到 pH值为 1-2, 析出 固体, 过滤; 固体以少量水洗漆; 干燥得到产品 3-二氟甲基 -1-甲基- 5-氯吡唑 _4-甲酸 40g, HPLC含量为 99%; IX - MS: m/e=210。
实施例 2
在 1000 mL 反应瓶中, 加入 38.9g 3-二氟甲基 -1-甲基- 5-氯吡唑 -4 -甲 醛和 390ml水, 再加入 12.6g—水合氢氧化锂, 进行搅拌, 然后加入 2g纳米氧 化铜, 控制反应温度为 40-50°C, 通空气进行氧化反应 15小时, 使 HPLC原料即 3 -二氟甲基- 1-甲基 -5-氯吡唑 -4-甲醛的量小于总量的 0.2%; 停止反应, 过 滤, 回收铜催化剂。将反应液冷却至 10Ό以下, 加 31%盐酸酸化到 pH值为 1-2, 析出固体, 过滤; 固体以少量水洗漆; 干燥得到产品 3-二氟甲基 -1-甲基- 5- 氯吡唑 -4-甲酸 40g, HPLC含量为 95% , 含少量 3_二氟甲基- 1 -甲基- 5_氯吡唑 _4-甲醇; LC-MS: m/e=210。
实施例 3
在 1000 mL 反应瓶中, 加入 38.9g 3 -二氟甲基 - 1 -甲基- 5-氯吡唑 -4-甲 醛, 390ml水, 加入 9. lg 90%氢氧化钾, 进行搅拌, 然后加入 0.8g纳米氧化铜, 控制反应温度为 25- 30°C, 通空气进行氧化反应 24 小时, 使 HPLC 原料即 3 -二 氟甲基 -1-甲基 -5-氯吡唑 -4-甲醛的量小于总量的 0.2%; 停止反应, 过滤, 回收铜催化剂。 将反应液冷却至 10°C以下, 加 31%盐酸酸化到 pH值为 1-2, 析 出固体, 过滤; 固体以少量水洗涤; 干燥得到产品 3-二氟甲基- 1-甲基- 5-氯吡 唑- 4 -甲酸 40g, HP1 含量为 99% ; IX- MS: m/e = 210。
实施例 4
在 1000 mL .反应瓶中, 加入 32g 3-二氟甲基- 1-甲基吡唑- 4-甲醛, 390ml 水, 加入 8.4g 氢氧化钠, 进行搅拌, 加入 2g 纳米氧化铜, 控制反应温度为 25 - 30°C, 通空气进行氧化反应 24 小时, 使 HPLC 原料即 3-二氟甲基- 1 -甲基 吡唑 -4-甲醛的量小于总量的 0.2%; 停止反应, 过滤, 回收铜催化剂。 将反应 液冷却至 10Ό以下, 加 31%盐酸酸化到 pH值为 1-2, 析出固体, 过滤; 固体以 少量水洗涤; 干燥得到产品 3-二氟甲基 -1-甲基吡唑 -4-甲酸 32g, HPLC含量为 99%; LC-MS: m/e=176。
实施例 5
在 1000 mL反应瓶中, 加入 29.2g 3-二氟甲基吡唑- 4-甲醛, 58.4ml水, 进行搅拌, 加入 2g纳米氧化铜, 控制反应温度为 25- 30°C, 通空气进行氧化反 应 48小时, 使 HPLC原料即 3-二氟甲基吡唑 -4-甲醛的量小于总量的 1%; 停止 反应, 过滤, 得粗产品 (含铜催化剂); 将固体二氯甲垸溶解; 过滤, 回收铜催 化剂, 滤液浓缩得产品 3-二氟甲基吡唑 -4-甲酸 30g, HPLC含量为 98% ; LC-MS: m/e=162。
实施例 6
在 1000 mL 反应瓶中, 加入 42.5g 3-三氟甲基 - 1 -甲基- 5_氯吡唑 -4-甲 醛, 425ml水, 加入 8.4g氢氧化钠, 进行搅拌, 加入 4.2g纳米氧化铜, 控制反 应温度为 25-30°C , 通空气进行氧化反应 15 小时, 使 HPLC原料即 3-二氟甲基 - 1 -甲基 -5-氯吡唑 -4-甲醛的量小于总量的 0.2%; 停止反应, 过滤, 回收铜催 化剂。 将反应液冷却至小于 10°C, 加 31%盐酸酸化到 pH值为 1-2, 析出固体, 过滤; 固体以少量水洗涤; 干燥得产品 3-三氟甲基- 1-甲基- 5-氯吡唑 -4-甲酸 43g, HPLC含量为 99% ; LC-MS: m/e=228。

Claims

权利要求书
1、 一种空气氧 · 备 3-氟代烷基- 1-取代吡唑- 4-羧酸的方法, 其特征在 于: 以 3-氟代垸基- 1'-取代吡唑- 4-甲醛 (式 · I ) 为原料, 在中性或碱性环 境中, 在催化剂作用下, 以空气为氧化剂, '反应得到 3-氟代烷基 -1-取代 吡唑- 4-羧酸 (式 II);
Figure imgf000006_0001
其中, Ri、 R2'是氢或氟原子, R3是氢原子或 d- C4的低级垸烃, X 是氢 或氯原子。
2、 根据权利要求 1 所述的一种空气氧化制备 3-氟代垸基- 1-取代吡唑 -4- 羧酸的方法, 其特征在于: 所述催化剂为纳米氧化铜催化剂。
3、 根据权利要求 1 或 2所述的一种空气氧化制备 3-氟代垸基- 1-取代吡唑 - 4 -羧酸的方法, 其特征在于: 所述催化剂与 3-氟代烷基 -1 取代吡唑- 4 - 甲醛的重量比为 0.001-0.1: 1。
4、 根据权利要'求 ·1 所述的一种空气氧化制备 3-氟代垸基 -1-取代吡唑- 4 - 羧酸的方法, 其特征''在于: 所述碱性环境是通过加氢氧化钠或氢氧化钾或 氢氧化锂来实现。 '
5、 根据权利要求 1 所述的一种空气氧化制备 3-氟代垸基 -1-取代吡唑- 4 - 羧酸的方法, 其特征在于: 反应过程中温度控制在 25°C〜50°C范围内。
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