本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，具體地涉及一種吡啶基吡唑烷酮羧酸酯類化合物的制備方法。
背景技術(shù)：
苯甲酰胺類化合物是一類高效、安全的新型殺蟲劑。其中3-溴-n-(2-甲基-4-氯-6-(甲氨?；?苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1h-吡唑-5-甲酰胺(通用名為chlorantraniliprole)、3-溴-n-(2-甲基-4-氰基-6-(甲氨?；?苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1h-吡唑-5-甲酰胺(通用名為cyantraniliprole)具有高的殺蟲活性，杜邦公司已開發(fā)為殺蟲劑。石原產(chǎn)業(yè)株式會社正在開發(fā)的雙酰胺類化合物3-溴-n-(2-氯-4-溴-6-((1-環(huán)丙基乙基)?；?苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1h-吡唑-5-甲酰胺的(通用名為cyclaniliprole)，具有廣譜的殺蟲活性。沈陽化工研究院發(fā)現(xiàn)了具有高殺蟲活性的3-溴-n-(2,4-二氯-6-(甲氨?；?苯基)-1-(3,5-二氯-2-吡啶基)-1h-吡唑-5-甲酰胺，也已經(jīng)開發(fā)為殺蟲劑，通用名為四氯蟲酰胺。
1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸酯是合成chlorantraniliprole、cyantraniliprole、cyclaniliprole的共用關(guān)鍵中間體，wo2004011453中公開了1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸酯的合成，由肼基吡啶與馬來酸二酯在回流溫度下反應(yīng)制得，反應(yīng)收率僅為55％。
南開大學(xué)徐鳳波等報(bào)道了使用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的含蒽環(huán)的雙胺配合物a做為催化劑合成1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸乙酯的方法(參考文獻(xiàn)：農(nóng)藥研究與應(yīng)用.14(2),14-15,2009)，收率為70％。催化劑具體結(jié)構(gòu)如下：
一直以來，技術(shù)人員致力于不斷研究開發(fā)新的、更為先進(jìn)合理的吡啶基吡唑烷酮羧酸酯類化合物制備方法，以期獲得質(zhì)量更優(yōu)、價(jià)格更低的苯甲酰胺類殺蟲劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種更為簡便、更加高效地吡啶基吡唑烷酮羧酸酯類化合物的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
一種吡啶基吡唑烷酮羧酸酯類化合物的制備方法，反應(yīng)式如下：
式中：r1選自h或cl；r2選自甲c1-c6烷基、c2-c4烯基、c2-c4炔基、c3-c6環(huán)烷基、鹵素或c1-c4烷基取代的芐基；
肼基吡啶(ii)在堿性條件下、在適宜的溶劑中，通過催化劑的作用與馬來酸二酯(iii)，在0℃至所用溶劑的沸點(diǎn)范圍內(nèi)反應(yīng)制得吡啶基吡唑烷酮羧酸酯類化合物(i)，
其中，肼基吡啶、堿、馬來酸二酯和催化劑的摩爾配比為1：1-2：1-5：0.00001-0.01；催化劑選自：cu(l1)cl，cu(l1)br，cu(l1)i，cu(l2)2cl，cu(l2)2br，cu(l2)2i；ni(l1)cl2，ni(l1)br2，ni(l1)i2，ni(l2)2cl2，ni(l2)2br2，ni(l2)2i2，其中l(wèi)1選自：
l2選自：
所述適宜的溶劑選自甲苯，氯苯，羧酸酯類，烷基醇類，醚類或極性非質(zhì)子性溶劑；
所述堿選自堿金屬的氫化物、堿金屬的氨化物或烷基醇化物。
所述堿金屬的氫化物為氫化鋰、氫化鈉、氫化鉀，堿金屬的氨化物為氨基鋰、氨基鈉、氨基鉀，烷基醇化物為甲醇鈉，乙醇鈉，丙醇鈉，丁醇鈉，戊醇鈉，異丙醇鈉，異丁醇鈉，另丁醇鈉，叔丁醇鈉，甲醇鉀、乙醇鉀，丙醇鉀或叔丁醇鉀；堿金屬選自鋰，鈉或鉀；
所述羧酸酯類為乙酸酯，富馬酸二酯或馬來酸二酯；烷基醇類為甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，戊醇，異丙醇，異丁醇，另丁醇或叔丁醇；醚類為四氫呋喃，2-甲基四氫呋喃，二氧六環(huán)；極性非質(zhì)子性溶劑為乙腈，n,n-二甲基甲酰胺，n,n-二甲基乙酰胺或二甲基亞砜。
優(yōu)選,肼基吡啶(ii)在堿性條件下、在適宜的溶劑中，通過催化劑的作用與馬來酸二酯(iii)，在20-50℃下反應(yīng)制得吡啶基吡唑烷酮羧酸酯類化合物(i)，
其中，肼基吡啶、堿、馬來酸二酯和催化劑的摩爾配比為1：1.2-1.5：1.5-2：0.0001-0.001；催化劑選自cu(l1)br，cu(l1)i，cu(l2)2br或cu(l2)2i；其中
l1選自：
l2選自：
進(jìn)一步優(yōu)選，所述催化劑選自cu(l1)i或cu(l2)2i，其中
l1選自：
l2選自：
所述堿選自甲醇鈉，乙醇鈉，丙醇鈉，丁醇鈉，戊醇鈉，異丙醇鈉，異丁醇鈉，另丁醇鈉或叔丁醇鈉；所述適宜的溶劑選自甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，戊醇，異丙醇，異丁醇，另丁醇或叔丁醇。
所述堿選自乙醇鈉。所述適宜的溶劑選自乙醇。
上面給出的合成方法及各通式化合物中基團(tuán)的定義中，匯集所用術(shù)語一般定義如下：
烷基是指直鏈或支鏈形式，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、特丁基、正戊基、異戊基等基團(tuán)。環(huán)烷基是指包括環(huán)狀鏈形式，例如環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、甲基環(huán)丙基、環(huán)丙基環(huán)丙基等基團(tuán)。烯基是指直鏈或支鏈烯基，如1-丙烯基、2-丙烯基和不同的丁烯基等。炔基是指直鏈或支鏈炔烴，如1-丙炔基、2-丙炔基和不同的丁炔基等。鹵素是指氟、氯、溴、碘。
本發(fā)明所具有有點(diǎn)：本發(fā)明采用結(jié)構(gòu)簡單的不含氮的苯基膦化合物作為催化吡啶基吡唑烷酮羧酸酯的合成的催化劑，可以大大提高反應(yīng)的收率，從而完成了本發(fā)明。同時(shí)，本發(fā)明反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行，使反應(yīng)的安全性大大提高。另外，本發(fā)明的催化劑還存在合成簡單易行、價(jià)格低廉的優(yōu)勢，只需金屬鹽和苯基膦在乙醇中反應(yīng)即可制得。因此，本發(fā)明的催化劑更易于在工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
下面通過列舉實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明吡啶基吡唑烷酮羧酸酯類化合物制備方法，但并不意味著限制本發(fā)明。
實(shí)施例1
1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸乙酯的合成
在2000毫升反應(yīng)瓶內(nèi)加入1000毫升無水乙醇和乙醇鈉(65.7克，0.966摩爾)，3-氯-2-肼基吡啶(101.04克，98％，0.69摩爾)，再加入催化劑cu(pph3)2i(0.15克，0.00021摩爾)(雙三苯基膦碘化亞銅，合成方法參加：chemistry-aeuropeanjournal,16(39),11822-11826,2010)混合物加熱至40℃，滴加馬來酸二乙酯(145.7克，0.83摩爾)。保持此溫度4h，而后將反應(yīng)混合物用冰乙酸(60克)中和?；旌衔镉?000毫升水稀釋，冷至室溫，有固體析出。過濾收集固體，用3×150毫升40％的乙醇水溶液洗滌。干燥后得1-(3-氯-2-吡啶基)-3-吡唑烷酮-5-甲酸乙酯橙色固體149.91克，外標(biāo)法定量分析其含量為98％，收率79％。1hnmr(300mhz,dmso)：8.289-8.269(q,1h),7.956-7.190(q,1h),7.231-7.190(q,1h),4.862-4.816(q,1h),4.236-4.165(q,2h),2.967-2.879(q,1h),2.396-2.336(q,1h),1.250-1.202(t,3h)。
催化劑的合成方法如下：
在2000毫升反應(yīng)瓶內(nèi)依次加入1000毫升無水乙醇、三苯基膦(500克,1,9mol)、cui(181克,0.95mol)，升溫至80℃反應(yīng)1h后，自然降溫至室溫，過濾，干燥，得產(chǎn)品644.9克，收率95％。
下述其它催化劑選擇適宜的原料可按照此方式制備獲得。
實(shí)施例2
1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸乙酯的合成
在1000毫升反應(yīng)瓶內(nèi)加入300毫升無水乙醇和乙醇鈉(16.97克，0.249摩爾)，3-氯-2-肼基吡啶(30.75克，98％，0.21摩爾)，再加入催化劑cu(binap)i(0.017克，0.000021摩爾)(2,2'-雙-(二苯膦基)-1,1'-聯(lián)萘簡稱binap，合成方法參加：chemistry-aeuropeanjournal,16(39),11822-11826,2010)混合物加熱至30℃，滴加馬來酸二乙酯(44.23克，0.252摩爾)。保持此溫度4h，而后將反應(yīng)混合物用冰乙酸(15克，)中和?；旌衔镉?00毫升水稀釋，冷至室溫，有固體析出。過濾收集固體，用3×50毫升40％的乙醇水溶液洗滌。干燥后得1-(3-氯-2-吡啶基)-3-吡唑烷酮-5-甲酸乙酯橙色固體47.06克，外標(biāo)法定量分析其含量為95％，收率79％。
實(shí)施例3
1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸乙酯的合成
在1000毫升反應(yīng)瓶內(nèi)加入300毫升無水乙醇和乙醇鈉(16.97克，0.249摩爾)，3-氯-2-肼基吡啶(30.75克，98％，0.21摩爾)，再加入催化劑cu(pph3)2br(0.042克，0.000063摩爾)(雙三苯基膦溴化亞銅，合成方法參加：chemistry-aeuropeanjournal,16(39),11822-11826,2010)，混合物加熱至35℃，滴加馬來酸二乙酯(44.23克，0.252摩爾)。保持此溫度4h，而后將反應(yīng)混合物用冰乙酸(15克)中和。混合物用300毫升水稀釋，冷至室溫，有固體析出。過濾收集固體，用3×50毫升40％的乙醇水溶液洗滌。干燥后得1-(3-氯-2-吡啶基)-3-吡唑烷酮-5-甲酸乙酯橙色固體45.98克，外標(biāo)法定量分析其含量為96％，收率78％。
實(shí)施例4
1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸乙酯的合成
在1000毫升反應(yīng)瓶內(nèi)加入300毫升無水乙醇和乙醇鈉(16.97克，0.249摩爾)，3-氯-2-肼基吡啶(30.75克，98％，0.21摩爾)，再加入催化劑ni(pph3)2br2(0.047克，0.000063摩爾)(雙三苯基膦二溴化鎳合成方法參加：appl.organometal.chem.,23,455-459,2009)，混合物加熱至45℃，滴加馬來酸二乙酯(44.23克，0.252摩爾)。保持此溫度4h，而后將反應(yīng)混合物用冰乙酸(15克)中和。混合物用300毫升水稀釋，冷至室溫，有固體析出。過濾收集固體，用3×50毫升40％的乙醇水溶液洗滌。干燥后得1-(3-氯-2-吡啶基)-3-吡唑烷酮-5-甲酸乙酯橙色固體45.98克，外標(biāo)法定量分析其含量為96％，收率78％。
按照實(shí)施例1中的方法，使用催化劑cu(pph3)2i(雙三苯基膦碘化亞銅)可以高收率的制得1-(3,5-二氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸乙酯。1hnmr(300mhz,cdcl3)：8.146(q,1h),7.658(q,1h),5.073(dd,1h),4.241(q,2h),3.029(dd,1h),2.721(dd,1h),1.258(t,3h)。
對照實(shí)施例
按照南開大學(xué)公開方法(參考文獻(xiàn)：農(nóng)藥研究與應(yīng)用.14(2),14-15,2009)合成了1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸乙酯。
在1000毫升反應(yīng)瓶內(nèi)加入300毫升無水乙醇和鈉(5.22克，0.227摩爾)，攪拌至無氣泡產(chǎn)生，加入3-氯-2-肼基吡啶(30.00克，0.205摩爾)，混合物加熱至回流5min，再加入催化劑a0.003克，滴加馬來酸二乙酯(36.00克，0.209摩爾)。保持回流30min，而后將反應(yīng)混合物冷卻至65℃用冰乙酸(25.2克)中和。混合物用300毫升水稀釋，冷至室溫，有固體析出。過濾收集固體，用3×50毫升40％的乙醇水溶液洗滌。干燥后得1-(3-氯-2-吡啶基)-3-吡唑烷酮-5-甲酸乙酯，橙色固體45.2克，歸一含量96％，外標(biāo)法定量分析其含量為85.4％，收率70％。
本發(fā)明得到的吡啶基吡唑烷酮羧酸酯進(jìn)一步經(jīng)鹵化、水解得到3-鹵代-1-吡啶基吡唑-5-羧酸。吡唑羧酸和取代苯胺反應(yīng)制得通式ⅳ所示的苯甲酰胺類化合物。表1列出部分通式(ⅳ)化合物的結(jié)構(gòu)。
表1.部分通式(ⅳ)化合物的結(jié)構(gòu)