一種含氟甲基吡唑類化合物的聯(lián)產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含氟甲基吡唑類化合物的聯(lián)產(chǎn)方法。式Ⅹ或式Ⅺ所示的含氟甲基吡唑類化合物由式Ⅲ所示的3-甲基-1H-吡唑衍生物經(jīng)選擇性氯化、氟化、甲基化、水解工藝聯(lián)產(chǎn)得到。其中，選擇性氯化反應(yīng)一步通過控制氯氣用量和反應(yīng)溫度來實現(xiàn)。本發(fā)明的聯(lián)產(chǎn)方法產(chǎn)品純度高，收率高，成本有所降低，適于工業(yè)化聯(lián)產(chǎn)3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸和3-三氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸。
【專利說明】一種含氟甲基吡唑類化合物的聯(lián)產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含氟甲基吡唑類化合物的聯(lián)產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3- 二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸是殺菌劑Bixafen與Isopyrazam的中間體，3-三氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸是殺菌劑吡噻菌胺的中間體。
[0003]二者的合成方法主要有以下多種，但是這些方法存在很多缺陷:
[0004]專利CN102731402A中，3_( 二烷基氨基)丙烯酸酯與二氯或三氯乙酸、氯化試劑(草酰氯、光氣、三光氣、氯化亞砜或其組合)進行反應(yīng)，接著與甲基肼進行環(huán)合反應(yīng)，再與氟化試劑進行氟化反應(yīng)，最后酯基水解制得相應(yīng)的3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸或3-三氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸。采用甲基肼進行環(huán)合反應(yīng)合成吡唑環(huán)，由于甲基肼的反應(yīng)選擇性差，會有副產(chǎn)物1-甲基-4-酯基-5- 二氟甲基吡唑或1-甲基-4-酯基-5-三氟甲基吡唑生成。而且，此方法無法聯(lián)產(chǎn)3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸和3-三氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸。反應(yīng)方程式之一如下所示:
[0005]
【權(quán)利要求】
1.一種如式X或式XI所示的含氟甲基吡唑類化合物的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于，包括下列步驟: 步驟(1)、在285~365nm的波長范圍內(nèi)的汞燈的紫外光光照或引發(fā)劑作用下，使氯氣與式III所示的3-甲基-1H-吡唑衍生物進行氯化反應(yīng)，制備得到如式IV所示的化合物或如式V所示的化合物；當(dāng)生成如式IV所示的化合物時，式III所示化合物:氯氣的摩爾比是1:(2~2.5)，且反應(yīng)溫度為110~120°C;當(dāng)生成如式V所示的化合物，式III所示化合物:氯氣的摩爾比是1: (3~3.7)，且反應(yīng)溫度為130~1450C;其中R1為-COOR4或-CN, R4為C1-C6烷基; 步驟(2)、在氟化試劑作用下將式IV或式V所示化合物進行氟化反應(yīng)；所述的氟化試劑為氟化氫、三乙胺三氫氟酸鹽和吡啶氟化氫絡(luò)合液中的一種或多種；所述的吡啶氟化氫絡(luò)合液是由30%吡啶和70%無水氫氟酸組成的絡(luò)合液，百分比為各組分質(zhì)量相對于絡(luò)合液總質(zhì)量的質(zhì)量百分比；其中，R1為-COOR4或-CN，R4為C1-C6烷基；反應(yīng)溫度為O~200°C ； 步驟(3)、將式VI或式VII所示含氟甲基吡唑類化合物與甲基化試劑在溶劑中進行甲基化反應(yīng)，制備得到式VDI或式IX所示化合物；其中，R1為-C00R4或-CN，R4為C1-C6烷基；反應(yīng)溫度為80~150°C ； 步驟(4)、將式珊或式IX所示的含氟甲基吡唑類化合物進行水解反應(yīng)，制備得到如式X或式XI所示的含氟甲基吡唑類衍生物；其中，R1為-C00R4或-CN，R4為C1-C6烷基；
2.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:所述的步驟(1)中，所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或過氧化苯甲酰； 和/或，所述的步驟⑴中，所述的引發(fā)劑的用量為0.5%~3%，百分比為引發(fā)劑質(zhì)量相對于式III所示的3-甲基-1H-吡唑衍生物質(zhì)量的質(zhì)量百分比。
3.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:所述的步驟(1)中，所述的氯化反應(yīng)中當(dāng)使用引發(fā)劑時，還加入輔助劑，所述的輔助劑優(yōu)選為三氯氧磷，所述的輔助劑的用量為.1%~3 %，百分比為輔助劑質(zhì)量相對于式III所示的3-甲基-1H-吡唑衍生物質(zhì)量的質(zhì)量百分比。
4.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:所述的步驟(1)中，所述的當(dāng)生成如式IV所示的化合物時，所述的式III所示化合物:所述的氯氣的摩爾比為1: (2~2.2);所述的當(dāng)生成如式V所示的化合物時，所述的式III所示化合物:所述的氯氣的摩爾比為1: (3~.3.5)；和/或，所述的步驟(1)中，所述的當(dāng)生成如式IV所示的化合物時，所述的反應(yīng)溫度為110~115°C ;所述的當(dāng)生成如式V所示的化合物時，所述的反應(yīng)溫度為135~145°C ；和/或，所述的步驟(1)中，所述的氯氣在通入前，將反應(yīng)體系先升溫至90°c ； 和/或，所述的步驟(1)中，所述的氯化反應(yīng)在反應(yīng)結(jié)束后不進行后處理，直接進行下一步反應(yīng)。
5.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟: 將式II所示化合物與水合肼在溶劑中進行環(huán)合反應(yīng)，制備得到所述的式III所示的3-甲基-1H-吡唑衍生物；
6.如權(quán)利要求5所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于，在制備所述的式III所示的3-甲基-1H-吡唑衍生物中，包括以下步驟:將水合肼降溫至O~10°C后滴加式II所示化合物溶于溶劑后的溶液，滴加時溫度控制在5°C以下，然后進行環(huán)合反應(yīng)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:在制備所述的式III所示的3-甲基-1H-吡唑衍生物中，所述的式II所示化合物:水合肼的摩爾比為1: (I~1.5)； 和/或，在制備所述的式III所示的3-甲基-1H-吡唑衍生物中，所述的水合肼是5%~30 %水合肼水溶液,優(yōu)選為是10%水合肼水溶液,百分比均為水合肼質(zhì)量相對于水溶液總質(zhì)量的質(zhì)量百分比； 和/或，在制備所述的式III所示的3-甲基-1H-吡唑衍生物中，所述的溶劑是甲苯和/或二甲苯； 和/或，在制備所述的式III所示的3-甲基-1H-吡唑衍生物中，所述的溶劑的用量為其質(zhì)量是式II所示化合物質(zhì)量的1.5~5倍,優(yōu)選1.5~3倍； 和/或，在制備所述的式III所示的3-甲基-1H-吡唑衍生物中，所述的環(huán)合反應(yīng)還調(diào)控反應(yīng)體系的PH值至8~9，所述的調(diào)控反應(yīng)體系的pH值至8~9優(yōu)選通過添加NaHCO3水溶液來調(diào)節(jié)，所述的NaHCO3水溶液優(yōu)選是I %~5 %碳酸氫鈉水溶液，百分比為碳酸氫鈉質(zhì)量相對于水溶液總質(zhì)量的質(zhì)量百分比； 和/或，在制備所述的式III所示的3-甲基-1H-吡唑衍生物中，所述的環(huán)合反應(yīng)的溫度為-5~5。。； 和/或，在制備所述的式III所示的3-甲基-1H-吡唑衍生物中，所述的環(huán)合反應(yīng)的后處理方法為:靜置分層，有機層用鹽酸洗滌，然后減壓脫溶，所述的鹽酸優(yōu)選是5%~15%鹽酸，百分比為鹽酸中氯化氫的質(zhì)量相對于鹽酸總質(zhì)量的質(zhì)量百分比，所述的鹽酸的用量優(yōu)選是式II所示化合物質(zhì)量的0.7~1.5倍。
8.如權(quán)利要求5所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于，包括如下步驟:在有機堿作用下，將如式I所示的(二烷基氨基)丙烯衍生物與乙酸、酰氯化試劑在溶劑中進行反應(yīng)，制備得到所述的式II所示化合物；
9.如權(quán)利要求8所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于，在制備所述的式II所示化合物中，包括下列步驟:先將式I所示化合物、溶劑和有機堿混合，然后降溫到5~20°C，然后加入乙酸，并將溫度控制在40°C以下，加完乙酸后降溫至5°C，然后加入酰氯化試劑，并將溫度控制在20°C以下，然后在O~10°C保溫，進行反應(yīng)。
10.如權(quán)利要求8或9所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:在制備所述的式II所示化合物中，所述的反應(yīng)溫度為O~10°C ； 和/或，在制備所述的式II所示化合物中，所述的酰氯化試劑為光氣、三光氣、草酰氯和氯化亞砜中的一種或多種,優(yōu)選為草酰氯或光氣； 和/或，在制備所述的式II所示化合物中，所述的式I所示化合物:乙酸:酰氯化試劑的摩爾比為1: (I~2): (I~2)，優(yōu)選為1: (I~1.5): (I~1.5)。
11.如權(quán)利要求8或9所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:在制備所述的式II所示化合物中，所述的有機堿的用量為式I所示化合物摩爾數(shù)的I~3倍； 和/或，在制備所述的式II所示化合物中，所述的有機堿為PKb值大于7的有機堿；所述的有機堿優(yōu)選為吡啶類、咪唑類、吡嗪類、吲哚類、嘌啉類、叔胺類、苯胺類等有機堿中的一種或多種；所述的叔胺類有機堿優(yōu)選為三乙胺；所述的苯胺類有機堿優(yōu)選為N，N- 二甲基苯胺；所述的吡啶類有機堿優(yōu)選為吡啶、甲基吡啶和2-甲基-5-乙基吡啶中的一種或多種。
12.如權(quán)利要求8或9所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:在制備所述的式II所示化合物中，所述的溶劑包括脂肪族溶劑、芳香族溶劑和脂肪族鹵化物溶劑中的一種或多種；所述的脂肪族溶劑優(yōu)選包括戊烷、己烷、庚烷、環(huán)己烷和石油醚中的一種或多種；所述的芳香族溶劑優(yōu)選包括甲苯和/或二甲苯；所述的脂肪族鹵化物溶劑優(yōu)選包括二氯甲烷、二氯乙烷和氯仿中的一種或幾種； 和/或，在制備所述的式II所示化合物中，所述的溶劑的用量為其質(zhì)量是式I所示的(二烷基氨基)丙烯衍生物質(zhì)量的1.5~3倍，優(yōu)選為1.8~2.7倍。
13.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:所述的步驟(2)中，當(dāng)所述的氟化試劑為氟化氫時，所述的氟化反應(yīng)在高壓爸中進行； 和/或，所述的步驟(2)中，當(dāng)所述的氟化試劑為氟化氫時，所述的氟化氫在進入反應(yīng)體系前，將反應(yīng)體系所接觸到的空氣環(huán)境用氮氣置換三次； 和/或，所述的步驟(2)中，當(dāng)所述的氟化試劑為氟化氫時，所述的氟化反應(yīng)添加催化劑；所述的催化劑優(yōu)選為TiCl3和/或TiCl5 ;所述的催化劑的用量為所述的式IV或式V所示化合物質(zhì)量的0.5%~0.8%。
14.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:所述的步驟(2)中，當(dāng)所述的氟化試劑為氟化氫時，且反應(yīng)物為式IV化合物時，所述的式IV化合物:所述的氟化氫的摩爾比為1:3~1:9，優(yōu)選為1:3~1:8 ;當(dāng)所述的氟化試劑為氟化氫時，且反應(yīng)物為式V化合物時，所述的式V化合物:所述的氟化氫的摩爾比為1:3~1:15，優(yōu)選為1:5~1:10 ; 和/或，所述的步驟(2)中，當(dāng)所述的氟化試劑為氟化氫時，且反應(yīng)物為式IV化合物時，所述的氟化反應(yīng)的溫度為90~180°C，優(yōu)選為90~120°C;當(dāng)所述的氟化試劑為氟化氫時，且反應(yīng)物為式V化合物時，所述的氟化反應(yīng)的溫度為100~200°C，優(yōu)選為120~180°C ； 和/或，所述的步驟(2)中，當(dāng)所述的氟化試劑為氟化氫時，且反應(yīng)物為式IV化合物時，所述的氟化反應(yīng)的壓強為1.5~4MPa，優(yōu)選為1.5~3.5MPa ;當(dāng)所述的氟化試劑為氟化氫時，且反應(yīng)物為式V化合物時，所述的氟化反應(yīng)的壓強為2~4MPa，優(yōu)選為2.5~3.5MPa。
15.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:所述的步驟(2)中，當(dāng)所述的氟化試劑為三乙胺三氫氟酸鹽時，且反應(yīng)物為式IV化合物時，所述的式IV化合物:所述的三乙胺三氫氟酸鹽的摩爾比為1:1~1:2，優(yōu)選為1:1~1:1.5 ;當(dāng)所述的氟化試劑為三乙胺三氫氟酸鹽時，且反應(yīng)物為式V化合物時，所述的式V化合物:所述的三乙胺三氫氟酸鹽的摩爾比為1:1~1:3，優(yōu)選為1:1~1:2 ; 和/或，所述的步驟(2)中，當(dāng)所述的氟化試劑為三乙胺三氫氟酸鹽時，且反應(yīng)物為式IV化合物時，所述的氟化反應(yīng)的溫度為70~150°C，優(yōu)選為80°C~110°C ;當(dāng)所述的氟化試劑為三乙胺三氫氟酸鹽時，且反應(yīng)物為式V化合物時，所述的氟化反應(yīng)的溫度為70~150°C，優(yōu)選為 80 ~110°C。
16.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:所述的步驟(2)中，當(dāng)所述的氟化試劑為吡啶氟化氫絡(luò)合液時，且反應(yīng)物為式IV化合物時，所述的式IV化合物:所述的吡啶氟化氫絡(luò)合液中的氟化氫的摩爾比為1:2~1:3,優(yōu)選為1:2.5~1:3 ;當(dāng)所述的氟化試劑為吡啶氟化氫絡(luò)合液時，且反應(yīng)物為式V化合物時，所述的式V化合物:所述的吡啶氟化氫絡(luò)合液中的氟化氫的摩爾 比為1:3~1:4，優(yōu)選為1:3.5~1:4 ; 和/或，所述的步驟(2)中，當(dāng)所述的氟化試劑為吡啶氟化氫絡(luò)合液時，且反應(yīng)物為式IV化合物時，所述的氟化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為50~110°C，優(yōu)選為70~90°C;當(dāng)所述的氟化試劑為吡啶氟化氫絡(luò)合液時，且反應(yīng)物為式V化合物時,所述的氟化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為50~110°C，優(yōu)選為 70 ~90°C。
17.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:所述的步驟(2)中，所述的氟化試劑為氟化氫； 和/或，所述的步驟(3)中，按照下列步驟進行:先加入式VI或式VII所示含氟甲基吡唑類化合物、溶劑，調(diào)節(jié)PH值至8~9，然后升溫回流，分出水，直到回流分水完畢，開始加入甲基化試劑，并將加入甲基化試劑時的溫度控制在100~105°C，然后保溫，進行甲基化反應(yīng)。
18.如權(quán)利要求1或17所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:在制備式珊或式IX所示化合物中，所述的甲基化試劑包括硫酸二甲酯、碳酸二甲酯和一鹵代甲烷中的一種或多種； 和/或，在制備式珊或式IX所示化合物中，所述的甲基化試劑的用量為所述的式VI或式VII化合物:所述的甲基化試劑的摩爾比為1:1~1: 3，優(yōu)選為1:1~1: 1.5 ; 和/或，在制備式珊或式IX所示化合物中，所述的甲基化反應(yīng)在pH值為8~9的條件下進行；所述的pH值為8~9的條件優(yōu)選通過在反應(yīng)體系中添加碳酸氫鈉來獲得； 和/或，在制備式珊或式IX所示化合物中，所述的溶劑為甲苯； 和/或，在制備式珊或式IX所示化合物中，所述的溶劑的用量為其質(zhì)量是所述的式VI或式VII所示含氟甲基吡唑類化合物質(zhì)量的1.5~10倍，優(yōu)選為1.5~2.5倍；和/或，在制備式VDI或式IX所示化合物中，所述反應(yīng)的溫度為80~110°C。
19.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:所述的步驟(4)中，所述的水解反應(yīng)的反應(yīng)溫度為O~100°C，優(yōu)選為25~80°C ； 和/或，所述的步驟(4)中，當(dāng)所述的R1 S-COOR4時，所述的水解反應(yīng)在堿性條件下進行；當(dāng)所述的R1為-CN時，所述的水解反應(yīng)在酸性條件下或堿性條件下進行。
20.如權(quán)利要求19所述的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:在制備所述的如式X或式XI所示的含氟甲基吡唑類衍生物中，當(dāng)在堿性條件下水解時，所述的堿性條件是PH值為8~10的條件；所述的PH 值為8~10的條件優(yōu)選是由10%的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)所得，百分比為氫氧化鈉質(zhì)量相對于水溶液總質(zhì)量的質(zhì)量百分比；當(dāng)在酸性條件下水解時，所述的酸性條件是PH值為I~2的條件；所述的pH值為I~2的條件是優(yōu)選用40%~50%濃度的鹽酸或硫酸調(diào)節(jié)所得，當(dāng)所述的濃度為鹽酸的濃度時，百分比為所述的鹽酸中的氯化氫的質(zhì)量相對于鹽酸總質(zhì)量的質(zhì)量百分比，當(dāng)所述的濃度為硫酸的濃度時，百分比為硫酸中H2SO4的質(zhì)量相對于硫酸總質(zhì)量的質(zhì)量百分比。
【文檔編號】C07D231/14GK104016920SQ201410268311
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】樊小彬, 林行軍, 徐曉明, 黃超, 沈啟富 申請人:聯(lián)化科技(上海)有限公司, 聯(lián)化科技股份有限公司, 江蘇聯(lián)化科技有限公司, 聯(lián)化科技（臺州）有限公司, 聯(lián)化科技（德州）有限公司