專利名稱：5，7-二羥基-1，2，4-三唑并[1，5-a]嘧啶-2-磺酰苯胺的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用丙二酰鹵環(huán)化N-(3-(((芳基)氨基)磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺來(lái)制備5，7-二羥基-N-(芳基)-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的方法。磷酰鹵時(shí)，可用丙二酸來(lái)代替丙二酰鹵，5，7-二羥基-1，2，4-三唑〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰苯胺能直接轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的5，7-二鹵類似物。
取代的1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰苯胺(Ⅰ)是很有價(jià)值的農(nóng)作物中雜草的選擇性控制除草劑。其中
更有價(jià)值的結(jié)構(gòu)式(Ⅰ)的除草劑見(jiàn)美國(guó)專利4818273，其中取代基A既可以是鹵基、羥基也可為烷氧基。這組化合物通常可經(jīng)過(guò)5，7-二羥基化合物的中間物來(lái)制備。例如，二羥基化合物能鹵化成5，7-二鹵類似物，該類似物再與醇鹽反應(yīng)得到相應(yīng)的5，7-二烷氧基化合物。
公開(kāi)的5，7-二羥基化合物的制備是在有醇鈉的醇溶液的情況下，通過(guò)N-(3-(((芳基)-氨基)磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺(Ⅱ)同丙二酸二烷酯進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)，隨后對(duì)中間體的三鈉鹽(Ⅲ)進(jìn)行酸化而得。
這個(gè)方法有下列缺點(diǎn)1)環(huán)化反應(yīng)時(shí)間通常是24～28小時(shí);
2)該方法需要3當(dāng)量昂貴的醇鈉堿;
3)在酸化過(guò)程中，中間體三鈉鹽(Ⅲ)產(chǎn)生大約5～25%的開(kāi)環(huán)產(chǎn)品(Ⅴ)，該產(chǎn)品在所要的產(chǎn)品(Ⅳ)分離中白白扔掉;和4)中和過(guò)程需要3當(dāng)量的酸因而產(chǎn)生大量的廢鹽水。
鑒于磺酰胺(Ⅰ)的有價(jià)值的除草性質(zhì)，人們希望有一種制備N-(芳基)-5，7-二羥基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的方法。它能避免不必要的收率損失，不使用醇鈉堿，不產(chǎn)生大量的廢鹽水，不需太長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間。
本發(fā)明涉及一種制備N-(芳基)-5，7-二羥基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺(結(jié)構(gòu)式如下)的方法，
式中X代表H、F、Cl、Br、低級(jí)烷基或低級(jí)烷氧基;Y代表H、F、Cl或Br;R代表H、低級(jí)烷基或低級(jí)烷氧基;和Z代表H、Cl或Br;
該方法的特征在于N-(3-(((芳基)氨基)磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺(結(jié)構(gòu)式如下)同丙二酰在極性非質(zhì)子傳遞溶劑中，在酸性條件下進(jìn)行反應(yīng)，
式中X、Y、R和Z定義同上。
當(dāng)有磷酰鹵的情況下進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，可用丙二酸來(lái)代替丙二酰鹵，5，7-二羥基1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰苯胺能直接轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的5，7-二鹵類似物。另外，隨后用磷酰鹵處理成環(huán)反應(yīng)混合物可以制備5，7-二鹵衍生物。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能夠一步制備5，7-二羥基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰苯胺且沒(méi)使用任何堿。由于省去了酸化步驟，收率損失大大下降。同樣也消除了廢鹽水的產(chǎn)生。最后，后續(xù)的鹵化步驟可以同成環(huán)步驟合并在一起以簡(jiǎn)化制備相應(yīng)5，7-二鹵衍生物的整個(gè)過(guò)程。
這里使用的術(shù)語(yǔ)“低級(jí)烷基”和“低級(jí)烷氧基”是指1～4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈、飽和的烷基或烷氧基。
這里鹵素族的各個(gè)元素沒(méi)有特別列出。通稱術(shù)語(yǔ)“鹵素”、“鹵化物”、“鹵”在這里是指氯和溴。
丙二酰鹵是市場(chǎng)上買(mǎi)得到的原料。由于丙二酰氯價(jià)廉和易得，因而它比丙二酰溴優(yōu)先考慮。丙二酰鹵最好是使用前剛剛蒸餾的。
N-(3-(((芳基)氨基)磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺是公知的化合物，在美國(guó)專利4734123中有描述。這些原料中，X和Y最好是H、F或Cl，Z最好是H，或Br，對(duì)于優(yōu)先選用的低烷基和低烷氧基是-CH3、-CH2CH3、-OCH3和OCH2CH3，最好是-CH3。
在成環(huán)反應(yīng)中，N-(3-(((芳基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺用丙二酰鹵縮合。理論上每一種試劑需要1當(dāng)量;實(shí)際上選擇丙二酰鹵稍過(guò)量，通常使用1.0～2.0當(dāng)量的丙二酰鹵，但最好是1.0～1.2當(dāng)量。
反應(yīng)在“酸性條件”下進(jìn)行是指那樣的條件即沒(méi)有鹽生成，其中產(chǎn)品含有陰離子組份。在先有的基本縮合技術(shù)中，三鈉鹽(Ⅲ)作為反應(yīng)中間體生成，該中間體必須用酸中和以獲得所要求的產(chǎn)品(Ⅳ)。本發(fā)明可以避免作為中間體的這樣的鹽。由于鹵化氫是本過(guò)程的付產(chǎn)品，因而反應(yīng)條件自然就是酸性的。在反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的酸的條件下操作最好。
成環(huán)反應(yīng)最好在對(duì)該反應(yīng)條件呈惰性的無(wú)水極性非質(zhì)子傳遞溶劑存在的條件下進(jìn)行。優(yōu)先選用的溶劑包括(但不限于)烷基腈像乙腈或丁腈;醚像四氫呋喃或二噁烷;和羧酸酯像乙酸乙酯。溶劑最好是在使用前剛剛蒸餾或去濕的。
用丙二酰鹵進(jìn)行成環(huán)反應(yīng)通常在室溫到100℃的溫度，最好是從環(huán)境溫度到50℃下進(jìn)行。
成環(huán)反應(yīng)可任意選定在惰性氣氛下進(jìn)行，例如在氮?dú)饣驓鍤饣\罩下進(jìn)行。雖然通常反應(yīng)在大氣壓下進(jìn)行，但該反應(yīng)最好在稍高一些的氮?dú)鈮?達(dá)5psig(135.8Kpa))下進(jìn)行，以防止討厭的大氣濕氣侵入。
在典型的反應(yīng)中，N-(3-(((芳基)氨基)磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺溶解在無(wú)水極性非質(zhì)子傳遞溶劑中并用1當(dāng)量剛剛蒸餾的丙二酰鹵攪拌。反應(yīng)完成后(通常為8～24小時(shí))，5，7，-二羥基化合物可用傳統(tǒng)技術(shù)回收，例如過(guò)濾、萃取或重結(jié)晶，可任意選定用丙二酸和相應(yīng)的磷酰鹵代替丙二酰鹵。對(duì)于1當(dāng)量丙二酸至少需要2當(dāng)量的磷酰鹵。習(xí)慣上常用大過(guò)量的磷酰鹵。大過(guò)量是指比理想化學(xué)計(jì)量多2～10個(gè)當(dāng)量或更高。當(dāng)使用大過(guò)量的磷酰鹵時(shí)，極性非質(zhì)子傳遞有機(jī)溶劑可以除去，用磷酰鹵有效地代替之。當(dāng)使用丙二酸和磷酰鹵代替丙二酰鹵時(shí)，反應(yīng)最好在70～90℃之間進(jìn)行。
如果希望得到5，7-二鹵基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰苯胺時(shí)，可將5，7-二羥基化合物同足夠量的磷酰鹵反應(yīng)以將羥基轉(zhuǎn)化為鹵基。取代一個(gè)羥基需要1當(dāng)量的磷酰鹵。這樣為了將5，7-二羥基化合物轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的5，7-二鹵基對(duì)應(yīng)物至少需要使用2當(dāng)量的磷酰鹵。習(xí)慣上使用大過(guò)量的磷酰鹵，它可以在成環(huán)反應(yīng)前同丙二酰鹵同時(shí)加入或在成環(huán)反應(yīng)后加到反應(yīng)混合物中。
在最優(yōu)選的實(shí)施方案中，5，7-二鹵基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰苯胺的制備是同時(shí)一起使用至少1當(dāng)量丙二酸和至少4當(dāng)量磷酰鹵直接對(duì)N-(3-(((芳基)氨基)-磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺順次進(jìn)行成環(huán)化和鹵化反應(yīng)。兩個(gè)試劑過(guò)量使用往往在經(jīng)濟(jì)上是合算的。反應(yīng)最好在70～100℃之間進(jìn)行。
在某些情況下，使用叔胺如二甲基苯胺作催化劑有助于反應(yīng)的進(jìn)行。在使用該催化劑的情況下，叔胺的用量通常為0.1～0.4%(mole)(以N-3(((芳基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺原料為基準(zhǔn))。更好是1～20%(mole)。
在典型的反應(yīng)中，在攪拌下加熱N-(3-(((芳基)氨基)磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺，1當(dāng)量丙二酸和大過(guò)量磷酰鹵。當(dāng)完全反應(yīng)后，5，7-二鹵化合物可用傳統(tǒng)技術(shù)回收。例如反應(yīng)混合物可以冷卻和用水小心稀釋，產(chǎn)品可通過(guò)過(guò)濾或萃取等方法分離。
下面的實(shí)施例是用于解釋本發(fā)明而不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是限制了本發(fā)明的范圍。所有熔點(diǎn)都是未校正的。
實(shí)施例1.5，7-二羥基-N-(2，6-二氯-3-甲苯基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的制備
在氮?dú)鈿夥障拢蛴?.52g(0.0078mol)的N-(3-(((2，6-二氯-3-甲苯基)氨基)磺酰胺)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺和100ml無(wú)水乙腈組成的溶液，于攪拌下加入1.5g(0.01ml.)新蒸餾丙二酰氯。該混合物在環(huán)境溫度下攪拌一夜(14小時(shí))，生成黃色沉淀。固體產(chǎn)品通過(guò)過(guò)濾收集并干燥，其熔點(diǎn)為880～282℃(分解)。濾液含有額外產(chǎn)品，它可通過(guò)干燥濃縮濾液而回收。得產(chǎn)品2.58g(總收率為85%)。
實(shí)施例2.5，7-二氯-N-(4-溴-3-甲苯基)-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的制備
在裝有機(jī)械攪拌器和回流冷凝器的3頸燒瓶中裝入6.62g(0.02mol)的N-(3-(((4-溴-3-甲苯基)氨基)磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺、2.08克(0.02mol.)的丙二酸和20ml(0.21mol.)的磷酰氯，混合物攪拌和在90℃油浴中加熱24小時(shí)?；旌衔锉焕鋮s然后倒入冰-水中。所得固體產(chǎn)品通過(guò)過(guò)濾收集，干燥得8.4g(收率為96%)的淺棕色固體物，初估純度約85～88%。大約7g該產(chǎn)品懸浮在50ml的熱鄰二氯苯中，殘余固體用過(guò)濾法除去。冷卻過(guò)濾得5.2g橙色固體產(chǎn)品，熔點(diǎn)232-234℃(分解)。
實(shí)施例3 5，7-二氯-N-(2，6-二氯-3-甲苯基)-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的制備
在攪拌下，向由6.44g(0.22mol.)N-(3-(((2，6-二氯-3-甲苯基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺、100ml無(wú)水乙腈組成的溶液中加入2.82g(0.02mol)新蒸餾的丙二酰氯。該混合物在室溫下攪拌一夜，這時(shí)仍有一些原料剩余。補(bǔ)充加入0.56g丙二酰氯并連續(xù)攪拌4小時(shí)。反應(yīng)混合物濃縮至干，殘余物懸浮在POCl3(122g，0.8mol.)中并在90℃下加熱9小時(shí)。將反應(yīng)混合物冷卻，在減壓下濃縮，殘余物倒入冰-水中。將生成的沉淀過(guò)濾、干燥得8.35g純度為75%的產(chǎn)品(收率為73%)。
實(shí)施例4 5，7-二氯-N-(3-甲苯基)-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的制備
在60～70℃下，將由19.9g(0.075mol)N-(3-(((3-甲苯基)氨基)磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺、7.9g(0.075mol)丙二酸和115g磷酰氯組成的混合物攪拌15小時(shí)。高效液體色譜(HPLC)分析表明只有55%轉(zhuǎn)化為所要求的產(chǎn)品。補(bǔ)充加入0.5g丙二酸、20gPOCl3和0.5g二甲基苯胺作為催化劑，攪拌、連續(xù)加熱直至反應(yīng)完全。加入大約50ml鄰二甲苯作為驅(qū)逐劑(Chaser)，通過(guò)在70～80℃下減壓蒸餾回收大約115gPOCl3。冷卻后所要求的產(chǎn)品從鄰二甲苯中回收，收率為70%。
實(shí)施例5 5，7-二氯-N-(2，6-二氯-3-甲苯基)-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的制備
在90℃下，將由6.44g(0.02mol)的N-(((2，6-二氯-3-甲苯基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺、2.1g(0.02mol)的丙二酸和122g(0.8mol)的POCl3組成的混合物攪拌24小時(shí)。將反應(yīng)混合物冷卻，在減壓下濃縮，將殘余物倒入冰-水中。將生成的沉淀過(guò)濾和干燥得到純度為88%的產(chǎn)品7.85g(收率為81%)。
權(quán)利要求
1.一種制備結(jié)構(gòu)式如下的N-(芳基)-5，7-羥基-1，2，4-三唑并[1，5-a]嘧啶-2-磺酰胺的方法
式中X代表H、F、Cl、Br、低級(jí)烷基或低級(jí)烷氧基；Y代表H、F、Cl或Br；R代表H、低級(jí)烷基或低級(jí)烷氧基；和Z代表H、Cl或Br，該方法的特征在于在酸性條件下于極性非質(zhì)子傳遞溶劑中，用丙二酰鹵同結(jié)構(gòu)式如下的N-(3-(((芳基)氨基)磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺反應(yīng)
式中X、Y、R和Z定義同上。
2.權(quán)利要求1的方法，其中X和Y是H、F、Cl，Z是H或Br，R是CH3。
3.權(quán)利要求1的方法，其中極性非質(zhì)子傳遞溶劑是烷基腈、醚或羧酸酯。
4.上述各權(quán)利要求中的任一種方法，其中溫度維持在環(huán)境溫度和100℃之間。
5.上述各權(quán)利要求中的任一種方法，其特征在于，將N-芳基-5，7-二羥基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的5，7-二鹵化合物的附加步驟是通過(guò)該反應(yīng)混合物直接同磷酰鹵進(jìn)行反應(yīng)。
6.一種制備結(jié)構(gòu)式如下的N-(芳基)-5，7-二鹵-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的方法
式中A代表Cl或Br;X代表H、F、Cl、Br或低級(jí)烷基;Y代表H、F、Cl或Br;R代表H、低級(jí)烷基或低級(jí)烷氧基;和Z代表H、Cl或Br，該方法的特征在于結(jié)構(gòu)式如下的N-(3-(((芳基)氨基)磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺同至少1當(dāng)量的丙二酸和至少4當(dāng)量的磷酰鹵在酸性條件下進(jìn)行反應(yīng)，
式中X、Y、R和Z定義同上。
7.權(quán)利要求6的方法，其中A是Cl，磷酰鹵是POCl3。
8.權(quán)利要求6或7的方法，其中X和Y是H、F或Cl、Z是H或Br，R是CH3。
9.權(quán)利要求7的方法，其中用作溶劑的POCl3過(guò)量。
10.權(quán)利要求6-9中的任一種方法，其中溫度維持在70和100℃之間。
全文摘要
5，7-二羥基-N-(芳基)-1，2，4-三唑并(1，5-a)嘧啶-2-磺酰胺是在酸性條件下，通過(guò)N-(3-(((芳基)氨基)磺?；?-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺同丙二酰鹵發(fā)生環(huán)化反應(yīng)而制備的。當(dāng)加入磷酰鹵時(shí)，可用丙二酸來(lái)代替丙二酰鹵；而5，7-二羥基-1，2，4-三唑并(1，5-a)嘧啶可直接轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的5，7-二鹵衍生物。
文檔編號(hào)A01N43/90GK1054251SQ9110110
公開(kāi)日1991年9月4日 申請(qǐng)日期1991年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月26日
發(fā)明者拉微·B·珊卡爾, R·卡斯·帕斯 申請(qǐng)人:道伊蘭科公司