專利名稱：殺蟲劑中間體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制備殺蟲劑的中間體(具體為某些芳胺化合物和芳肼衍生物)的新制備方法。
公布的歐洲專利No.0295117和0234119描述了在其合成中使用的具有殺蟲活性的苯基吡唑化合物和5-氨基-1-芳基-3-氰基吡唑中間體化合物的制備。
這些化合物的各種制備方法是已知的。而本發(fā)明致力于提供這些殺蟲劑和用來制備它們的中間體化合物的改進的或更經(jīng)濟的制備方法。4-三氟甲基苯胺、2-氯-4-三氟甲基苯胺和2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺是用于合成具有殺蟲活性的苯基吡唑化合物的有價值的化合物。已知有多種方法制備這些化合物。但是，它們的工藝成本高，而且所述化合物很難制備，需要多步合成工序。例如，公開的美國專利No4096185描述了在Hastelloy容器中，在氟化鉀和氯化亞銅存在下，由4-氯三氟甲苯與氨在200℃反應(yīng)制備4-三氟甲基苯胺。仍然需求開發(fā)可獲得這些化合物的新方法。
本發(fā)明的申請人意外地發(fā)現(xiàn)了制備某些取代的芳胺和芳肼的新方法，由此提供了制備重要化合物5-氨基-1-芳基-3-氰基吡唑的新方法，它是制備殺蟲劑的有價值的中間體。
由此，本發(fā)明提供制備式(I)化合物或它的酸加成鹽的方法(A) 其中R1是鹵代烷基(優(yōu)選三氟甲基)、鹵代烷氧基(優(yōu)選三氟甲氧基)或-SF5；W是N或CR3；和R2和R3各是氫或氯；該方法包括式(II)化合物或它的酸加成鹽與金屬或金屬化合物(例如金屬鹽)在還原條件下的氫解 某些式(I)和(II)的化合物是新的，因此構(gòu)成本發(fā)明的特征。
在本發(fā)明中除非另有說明，“鹵代烷基”和“鹵代烷氧基”分別是具有1-3個碳原子的被一個或多個選自氟、氯和溴的鹵原子取代的直鏈或支鏈烷基或烷氧基。
本發(fā)明中所稱的酸加成鹽優(yōu)選是由強酸例如無機酸形成的鹽，例如硫酸或鹽酸。
氫解可以使用選自如下的金屬或金屬鹽實施任選存在有鐵、錳、鈷、銅、鋅或鉻的拉尼鎳(一種鎳-鋁合金)，氯化亞錫，存在有乙酸的鋅，和鉬(III)鹽。反應(yīng)也可以在氫氣存在下，使用拉尼鎳、鉑或鈀(它們可以承載在炭或其他惰性材料上)實施。當(dāng)反應(yīng)在氫氣下進行時，通常使用的壓力為2-20巴(優(yōu)選5-10巴)。氫解優(yōu)選使用拉尼鎳進行。
反應(yīng)通常在溶劑內(nèi)進行，所述溶劑可以選自醇例如甲醇或乙醇、醚和芳烴(甲醇和乙醇是優(yōu)選的溶劑)。
反應(yīng)溫度通常為20-150℃，優(yōu)選20-90℃，更優(yōu)選50-80℃。雖然當(dāng)反應(yīng)在氫氣氣氛下進行時，通常較少的催化劑量給出令人滿意的結(jié)果，但是催化劑的使用量通常為0.01-3摩爾當(dāng)量(優(yōu)選0.05-2摩爾當(dāng)量)。
在式(I)和(II)和在下述各式中，R1優(yōu)選表示三氟甲基、三氟甲氧基或-SF5，更優(yōu)選三氟甲基。
尤其優(yōu)選的式(I)化合物是2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺、2-氯-4-三氟甲基苯胺和4-三氟甲基苯胺。方法(A)尋求能夠以高產(chǎn)率從容易得到的原料得到式(I)的芳胺化合物。此外，該反應(yīng)還能夠簡便地和經(jīng)濟地實施，而且能夠直接得到分離產(chǎn)物。該方法的另一個優(yōu)點是式(I)的化合物可以在適中的溫度和壓力下制備，而現(xiàn)有技術(shù)的方法需要高溫。
如果需要，式(I)的化合物可以由結(jié)晶純化，例如從石油醚中結(jié)晶，以脫除可能少量存在的不要的異構(gòu)體產(chǎn)物。另外，在合成過程的較后階段結(jié)晶也是有效的。
式(II)的化合物能夠由方法(B)獲得，其中式(III)的化合物與肼或其酸加成鹽或其源物質(zhì)反應(yīng) 式(III)的化合物是已知的，可以由已知方法制備。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，方法(A)能夠與方法(B)結(jié)合，以從式(III)的化合物制備式(I)的化合物。
優(yōu)選在方法(B)中使用水合肼。
當(dāng)使用肼的酸加成鹽時，任選存在一種堿例如三烷基胺(例如三乙胺)。
尤其優(yōu)選的式(II)的化合物是2，6-二氯-4-三氟甲基苯肼、2-氯-4-三氟甲基苯肼和4-三氟甲基苯肼。
方法(B)可以在選自下述溶劑的溶劑中進行環(huán)醚或脂肪醚，例如四氫呋喃、1，4-二噁烷或1，2-二甲氧基乙烷，N-甲基吡咯烷酮，二甲基亞砜，N，N-二甲基甲酰胺，丁撐砜，N，N，N’，N’-四甲脲，可以被一個或多個烷基或氯原子取代的芳烴例如氯苯或二甲苯，醇例如異丙醇，和吡啶。優(yōu)選的溶劑包括吡啶、四氫呋喃、N，N，N’，N’-四甲脲和1，4-二噁烷(尤其優(yōu)選吡啶和四氫呋喃)。對于每克式(III)的化合物，溶劑的使用量通常為1-10ml(優(yōu)選4-8ml)。
方法(B)通常在高壓釜或其他密封容器內(nèi)進行。通常使用的壓力為1-8巴(優(yōu)選2-6巴)。
方法(B)的反應(yīng)溫度通常為50-250℃，優(yōu)選120-180℃。反應(yīng)溫度最優(yōu)選120-150℃，這時容器的腐蝕和產(chǎn)物的熱分解最小。
反應(yīng)通常使用1-20摩爾當(dāng)量(優(yōu)選4-8摩爾當(dāng)量)的肼原料進行。
方法(B)中可以任選使用催化劑，使用催化劑時，通常選自堿金屬和堿土金屬氟化物，例如氟化鉀。催化劑的使用量通常為0.05-2摩爾當(dāng)量(優(yōu)選0.5-1摩爾當(dāng)量)。反應(yīng)也可以在銅或銅鹽存在下進行，優(yōu)選氯化銅(I)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，方法(A)或組合的方法(A)和(B)給出式(I)的化合物，它通過在有機溶劑存在下用強酸處理而形成的鹽的沉淀進行純化。
當(dāng)本發(fā)明的方法(A)和(B)的組合用來制備和反應(yīng)重要的中間體2-氯-4-三氟甲基苯肼時尤其有價值，因為方法(B)以高產(chǎn)率進行，并與本發(fā)明的其他方法一同提供有效獲得重要的殺蟲苯基吡唑化合物的方法。但是2-氯-4-三氟甲基苯肼的制備除了所要求的異構(gòu)體，還常常形成少量不要的2-氯-5-三氟甲基苯肼污染物。發(fā)現(xiàn)該混合物可直接用于下述方法(A)中，隨后再純化。2-氯-4-三氟甲基苯胺的純化可以通過有機溶劑存在下用強酸形成的鹽(優(yōu)選鹽酸鹽)沉淀實現(xiàn)。鹽酸鹽可以使用氯化氫氣體或含水的鹽酸得到。溶劑通常是醇優(yōu)選乙醇，或鹵代芳族化合物，優(yōu)選氯苯，或其混合物。該工序能由所要求的異構(gòu)體以2-氯-4-三氟甲基苯胺鹽酸鹽形式沉淀，從而以高產(chǎn)率和高純度有效地脫除不要的2-氯-5-三氟甲基苯胺異構(gòu)體。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選特征，方法(A)或組合的方法(A)和(B)，其中R1是三氟甲基，W是CR3，R2是氯，R3是氫，可制成式(I)的化合物，它通過有機溶劑存在下用強酸處理而形成的鹽的沉淀而得以純化。
此外，當(dāng)方法(B)用來制備4-三氟甲基苯肼時，其中反應(yīng)物(4-氯三氟甲苯)特別不活潑，反應(yīng)過程中具有優(yōu)良的區(qū)域選擇性。另外，發(fā)現(xiàn)使用催化劑可提高反應(yīng)速率。在該情形下，沒有產(chǎn)物異構(gòu)體存在，因此，當(dāng)該方法與后面的步驟結(jié)合時，就可提供更有用的獲得重要的殺蟲劑苯基吡唑化合物的方法。
如上所述，本發(fā)明的一個特別的優(yōu)點是，它能有效地制備式(I)的化合物，其中R2和R3的一個或兩個表示氫原子。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選特征，方法(A)或組合的方法(A)和(B)后隨方法(C)，方法(C)包括式(I)的化合物(其中W是N或CR3，R2和R3中的一個或兩個表示氫原子)與氯化劑反應(yīng)，以置換R2和R3表示的該氫原子或每個氫原子，并形成相應(yīng)的式(I)化合物，其中R2和R3各表示氯原子。根據(jù)已知工藝，氯化可以使用氯氣或磺酰氯在惰性溶劑例如鹵代烴(如二氯甲烷)中進行。
根據(jù)本發(fā)明的又一個特征，方法(A)或組合的方法(A)和(B)，方法(A)和(C)，或(A)、(B)和(C)，能夠與進一步的加工步驟(D)結(jié)合，在加工步驟(D)中，式(I)的化合物重氮化，形成式(IV)的化合物 其中X是陰離子，通常為硫酸氫根或氯離子，它與式(V)的化合物反應(yīng) 其中R4是C1-6烷基，而且任選與堿反應(yīng)，形成式(VI)的化合物 其中R1、R2和W的定義如上所述。
本發(fā)明的上述制備式(VI)化合物的方法與上述使式(III)化合物轉(zhuǎn)化成式(II)和(I)化合物的反應(yīng)步驟結(jié)合，可提供一種有利的新合成路線。
根據(jù)本發(fā)明的再一個特征，組合的方法(A)和(D)，(A)、(C)和(D)，(A)、(B)和(D)，或(A)、(B)、(C)和(D)，能夠與進一步的加工步驟(E)結(jié)合，制備式(VII)的化合物 其中R是烷基或鹵代烷基，n是0、1或2。尤其優(yōu)選的式(VII)化合物是5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-4-三氟甲基亞磺酰吡唑(fipronil)和5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-4-乙基亞磺酰吡唑(ethiprole)。該方法步驟(E)是已知的，例如如公開的歐洲專利No0295117和0374061和公開的美國專利No5814652所述。
由本發(fā)明方法(A)獲得的式(I)化合物尤其適用于制備具有殺蟲活性的式(VII)的5-氨基-1-芳基-3-氰基吡唑衍生物，它例如根據(jù)下述反應(yīng)過程，從式(VI)的中間體化合物得到1.重氮化 其中R1、R2、R3和R4的定義如上所述。
下面非限制性實施例可說明本發(fā)明。每種示出的產(chǎn)物都與已經(jīng)提到的化合物樣品一致。
實施例14-三氟甲基苯胺的制備將拉尼鎳(2g)加入到4-三氟甲基苯肼(1g)的甲醇(5ml)溶液中，并回流加熱1小時。過濾冷卻的混合物，并蒸發(fā)，制成標題化合物，產(chǎn)率100％。
實施例22-氯-4-三氟甲基苯胺的制備重復(fù)實施例1的步驟，但是使用2-氯-4-三氟甲基苯肼，制成標題化合物，產(chǎn)率100％。
實施例34-三氟甲基苯胺的制備重復(fù)實施例1的步驟，但是在甲醇中(8-10ml，對于每mmole 4-三氟甲基苯肼)使用催化量的拉尼鎳，在氫氣(5巴)氣氛下20℃攪拌2小時。過濾混合物并蒸發(fā)，制成純的標題化合物，產(chǎn)率75％(未優(yōu)化)。
也以同樣的方式，以類似的結(jié)果制備了2-氯-4-三氟甲基苯胺；和2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺。
實施例44-三氟甲基苯肼的制備4-氯三氟甲苯(1.08g)、水合肼(1.8g，6摩爾當(dāng)量)和吡啶(5ml)在高壓釜(用氬氣凈化)中180℃加熱6小時。冷卻混合物，輕輕倒出過量的肼，減壓蒸發(fā)有機相。從石油醚中結(jié)晶殘留物，形成標題化合物，產(chǎn)率為20％。這說明利用了20％原料，反應(yīng)的進行具有高選擇性。
實施例5使用氟化鉀作為催化劑制備4-三氟甲基苯肼重復(fù)實施例4的步驟，但是加入氟化鉀(0.8摩爾當(dāng)量)，制成標題化合物，產(chǎn)率30％。這說明利用了30％原料，反應(yīng)的進行具有高選擇性。
重復(fù)上述反應(yīng)，但是使用N，N，N’，N’-四甲脲作為溶劑，制成標題化合物，產(chǎn)率40％。這說明利用了40％原料，反應(yīng)的進行具有高選擇性。
實施例6使用氟化鉀和氯化銅(I)作為催化劑制備4-三氟甲基苯肼重復(fù)實施例4的步驟，但是加入氟化鉀(0.1摩爾當(dāng)量)和氯化銅(I)(0.1摩爾當(dāng)量)，制成標題化合物，產(chǎn)率14％。這說明利用了14％原料，反應(yīng)的進行具有高選擇性。
實施例72-氯-4-三氟甲基苯肼的制備重復(fù)實施例4的步驟，但是使用3，4-二氯三氟甲苯。后處理后，分離出標題化合物，產(chǎn)率為95％。這說明100％原料都被利用，反應(yīng)的進行具有高選擇性和高產(chǎn)率。
重復(fù)上述反應(yīng)，但是使用各種其他溶劑。得到下述的標題化合物的產(chǎn)率
實施例8從3，4-二氯三氟甲苯開始兩步制備2-氯-4-三氟甲基苯胺并純化(a)3，4-二氯三氟甲苯(48g)、水合肼(65g)和吡啶(240g)在高壓釜中4巴壓力下，攪拌并150℃加熱6小時。用氫氧化鈉溶液淬滅冷卻的混合物，減壓蒸發(fā)有機層。將殘留物溶解于乙醚中，洗滌(水)，并蒸發(fā)乙醚，制成2-氯-4-三氟甲基苯肼和2-氯-5-三氟甲基苯肼的95/5混合物(36g)。
(b)將拉尼鎳(0.7g)加入到氫化反應(yīng)器內(nèi)的上述異構(gòu)體混合物(35.85g)的乙醇溶液中，在50℃、氫氣氣氛5巴壓力下達5小時。冷卻混合物，過濾并蒸發(fā)，制成2-氯-4-三氟甲基苯胺和2-氯-5-三氟甲基苯胺的95/5混合物(33.1g)。在0.5小時內(nèi)向上述混合物的乙醇和氯苯溶液中加入氯化氫氣體，冷卻至0℃，過濾，制成2-氯-4-三氟甲基苯胺鹽酸鹽(33.5g)，純度大于99％。從3，4-二氯三氟甲苯計算的總產(chǎn)率為85％。
權(quán)利要求
1.一種制備式(I)化合物或它的酸加成鹽的方法 其中R1是鹵代烷基、鹵代烷氧基或-SF5；W是N或CR3；和R2和R3各是氫或氯；該方法包括使式(II)化合物或它的酸加成鹽與金屬或金屬化合物在還原條件下氫解
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的氫解使用拉尼鎳進行。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述的式(II)化合物由式(III)化合物與肼或其酸加成鹽或其源物質(zhì)的反應(yīng)制得 其中R1、R2和W的定義如上所述。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中使用水合肼。
5.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述的式(I)化合物進一步通過在有機溶劑存在下用強酸處理形成鹽的沉淀而得以純化。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述的鹽是鹽酸鹽，溶劑是醇或鹵代芳族化合物。
7.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述的R1是三氟甲基，W是CR3，R2是氯，R3是氫。
8.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述的方法之后再使式(I)的化合物與氯化劑反應(yīng)，式(I)中R2和R3中的一個或兩個表示氫原子，以置換R2和R3表示的該氫原子或每個氫原子，形成相應(yīng)的式(I)化合物，其中R2和R3各是氯原子。
9.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中式(I)的化合物重氮化，形成式(IV)的化合物 其中R1、R2和R3的定義如權(quán)利要求1中所述，X是陰離子，它與式(V)的化合物反應(yīng) 其中R4是C1-6烷基，而且它任選與堿反應(yīng)，制成式(VI)的化合物 其中R1、R2和R3的定義如權(quán)利要求1所述。
10.如權(quán)利要求1-6、8或9中任一項所述的方法，其中所述的R1是三氟甲基、三氟甲氧基或-SF5。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述的R1是三氟甲基。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述的式(VI)化合物以已知方式轉(zhuǎn)化成式(VII)的化合物 其中R是烷基或鹵代烷基，n是0、1或2。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述的式(VI)的化合物是5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-4-三氟甲基亞磺酰吡唑或5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-4-乙基亞磺酰吡唑。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備式(I)化合物的方法,式(I)中R
文檔編號C07C211/45GK1345300SQ00805760
公開日2002年4月17日 申請日期2000年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月31日
發(fā)明者J·E·安塞爾, G·佩林一雅內(nèi), M·萬格斯蒂, P·韋斯普勞梅 申請人:阿方蒂農(nóng)科股份有限公司