專利名稱：制備二酮化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備二酮化合物的方法以及用該方法獲得的產(chǎn)物。更具體地，本發(fā)明涉及用于制造殺蟲劑的中間體化合物的制備。
殺蟲性4-苯甲酰異噁唑，尤其是5-環(huán)丙基異噁唑除草劑和合成過程中的中間體化合物，在例如下列文獻(xiàn)中有描述歐洲專利No.0418175、0487353、0527036、0560482、0609798和0682659。
制備這些化合物的各種不同方法是已知的。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供制備這些化合物及其中間體化合物的改良方法。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種制備式(Ⅰ)化合物的方法，它通過將式(Ⅱ)化合物和式(Ⅲ)化合物，根據(jù)下面的反應(yīng)式Sc1進(jìn)行反應(yīng)
式中，R1是低級(jí)烷基；R2是低級(jí)烷基；或被1-5個(gè)基團(tuán)任意取代的苯基，該基團(tuán)可相同或不同并選自低級(jí)烷基、低級(jí)鹵代烷基、鹵原子和-SR4；R3是鹵原子、低級(jí)烷基、低級(jí)鹵代烷基、低級(jí)烷氧基、低級(jí)鹵代烷氧基、-S-烷基、3-7個(gè)環(huán)中碳原子的環(huán)烷基、3-7個(gè)碳原子的鏈烯基或炔基、或-(CR5R6)q-SR2，其中q為1或2；n是0或1-3的整數(shù)；R4是低級(jí)烷基；R5和R6各自獨(dú)立地為氫、低級(jí)烷基或低級(jí)鹵代烷基。
在上述的歐洲專利申請(qǐng)中，已描述了式(Ⅰ)化合物及其多種制備方法。
術(shù)語“低級(jí)”指殘基具有至少一個(gè)烴鏈，應(yīng)理解這樣的殘基可含有以直鏈或支鏈方式連接在一起的1-6個(gè)碳原子。
較佳地，R1和R2是低級(jí)烷基(最佳地是甲基)。
較佳地，基團(tuán)-SR2占據(jù)苯環(huán)的2-、3-或4-位(最佳地是2-位)。
較佳地，n是1或2。
當(dāng)基團(tuán)R3不是苯環(huán)2-位上的鹵原子時(shí)，反應(yīng)的產(chǎn)率一般更好。
較佳地，R3是鹵原子或三氟甲基。更佳地，(R3)n是4-CF3或3,4-二氯。
上面的式(Ⅲ)化合物是文獻(xiàn)中已知的，而且其制法已經(jīng)在已有技術(shù)中被廣泛描述，并被技術(shù)人員熟知。技術(shù)人員可在各種來源的化學(xué)文獻(xiàn)(包括化學(xué)摘要(Chemical Abstracts))和對(duì)公眾開放的信息數(shù)據(jù)庫中，找到與制備該試劑特別相關(guān)的一些文獻(xiàn)。
用式(Ⅱ)和(Ⅲ)化合物，根據(jù)上述反應(yīng)式Sc1來制備式(Ⅰ)化合物時(shí)，宜在極性或非極性的非質(zhì)子傳遞溶劑中實(shí)現(xiàn)。極性非質(zhì)子傳遞溶劑的例子包括二甲亞砜、二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、式(Ⅲ)化合物；醚化合物，尤其是二噁烷和四氫呋喃；或芳族或脂族鹵代烴，尤其是氯苯。非極性非質(zhì)子傳遞溶劑的例子包括芳族或脂族烴，尤其是甲苯和二甲苯。
一般，在上面反應(yīng)Sc1中使用的溫度為0℃至溶劑的沸點(diǎn)，較佳地為0-100℃。通常，反應(yīng)在強(qiáng)堿存在下進(jìn)行。較佳地該強(qiáng)堿選自堿金屬或堿土金屬的醇鹽，尤其是乙醇鈉、甲醇鈉、叔丁醇鈉或叔丁醇鉀；和金屬氫化物(尤其是氫化鈉)。
根據(jù)本發(fā)明方法的一種優(yōu)選的變化方案，反應(yīng)是在大氣壓或減壓(較佳地比大氣壓低1-20％)的條件下，連續(xù)蒸餾反應(yīng)過程中生成的醇R1-OH而進(jìn)行。任意地，生成的R1-OH可用合適的分子篩(如4分子篩)加以去除。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制備式(Ⅱ)化合物的方法，它通過將式(Ⅴ)化合物和式(Ⅳ)硫醇(任選地以硫醇鹽的形式存在)，根據(jù)下面的反應(yīng)式Sc2進(jìn)行反應(yīng)
其中，式(Ⅱ)和(Ⅴ)中的R2、R3和n與反應(yīng)式Sc1中的定義相同?；鶊F(tuán)-NO2通常在苯環(huán)的2-位或4-位，較佳地在2-位。
式HSR2化合物是文獻(xiàn)中已知的，而且其制法已經(jīng)在已有技術(shù)中被廣泛描述，并被技術(shù)人員熟知。技術(shù)人員可在各種來源的經(jīng)典化學(xué)文獻(xiàn)(包括化學(xué)摘要(Chemical Abstracts))和對(duì)公眾開放的信息數(shù)據(jù)庫中，找到與制備該試劑特別相關(guān)的文獻(xiàn)。衍生自式(Ⅳ)化合物的鹽或硫醇鹽，可用技術(shù)人員已知的方法制備。這些硫醇鹽宜為堿性鹽，尤其是硫醇鈉或硫醇鉀。
用式(Ⅴ)乙酰苯和式(Ⅳ)化合物，根據(jù)反應(yīng)式Sc2來制備式(Ⅱ)化合物時(shí)，宜在對(duì)該反應(yīng)條件可呈惰性的式(Ⅳ)化合物溶劑中進(jìn)行。其他合適的溶劑例子包括亞砜如二甲亞砜；酰胺如二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮；酮類，如丙酮和甲基異丁基酮；醚溶劑，尤其是二噁烷和四氫呋喃；芳族、脂族和脂環(huán)族烴以及鹵代的和非鹵代的烴，尤其是氯苯、二氯甲烷和甲苯。存在少量水也是可接受的，這樣可溶解硫醇鹽。
當(dāng)根據(jù)反應(yīng)式Sc2的反應(yīng)中，使用的式(Ⅳ)化合物用硫醇形式而不是硫醇鹽形式時(shí)，反應(yīng)宜在堿如堿金屬或堿土金屬(尤其是鈉和鉀)的氫氧化物、或碳酸鹽或氫化物(如氫化鈉)存在下進(jìn)行。反應(yīng)還可用各種形式的催化劑，尤其是用相轉(zhuǎn)移催化劑如季銨鹽(例如溴化四丁基銨)進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了根據(jù)下列反應(yīng)式Sc3，用式(Ⅶ)或(Ⅵ)化合物而制備式(Ⅴ)化合物的方法，以及用式(Ⅶ)化合物制備式(Ⅵ)化合物的方法
其中，R3和n與反應(yīng)式Sc2和Sc1中的定義相同，而X為鹵原子，較佳地為氯或氟。基團(tuán)-NO2較佳地在苯環(huán)的2-位或4-位，最佳地在2-位。
這兩個(gè)反應(yīng)一起構(gòu)成上面的反應(yīng)式Sc3，這兩個(gè)反應(yīng)通常是分別進(jìn)行的，但是較佳地可相繼發(fā)生。即，式(Ⅴ)化合物可用式(Ⅶ)化合物通過式(Ⅵ)中間體而進(jìn)行制備，在反應(yīng)過程中式(Ⅵ)中間體可以被分離或在原位被使用。
用式(Ⅵ)化合物來制備式(Ⅴ)化合物的反應(yīng)條件是本領(lǐng)域中已知的，而且在文獻(xiàn)中有描述，尤其是J.G.Reid和J.M.Reny Runge,Tetrahedron Letters,Vol.31(1990)pp 1093-1096；G.A.Olah等人，Synthesis(1980)pp 662-663；N.Komblum等人,J.Org.Chem.,Vol.47(1982)pp 4534-38；S.Chandrasekaran等人，SyntheticCommunications,Vol.17(1987)pp 195-201。
這樣，本發(fā)明還涉及在堿存在下，于溶劑中通過硝基乙烷的反應(yīng)，用式(Ⅶ)化合物制備式(Ⅵ)化合物，其中溶劑選自式(Ⅶ)化合物、硝基乙烷、對(duì)反應(yīng)條件呈惰性的溶劑；而堿選自堿金屬或堿土金屬的氫氧化物、碳酸鹽、氫化物和醇鹽，以及胍。本發(fā)明這一形式的優(yōu)點(diǎn)在于在反應(yīng)式Sc3中使用較簡便的堿。
適用的溶劑包括硝基乙烷本身(相比作為反應(yīng)劑時(shí)的通常用量，要過量使用)；芳族或脂族的鹵代或非鹵代烴，尤其是氯苯；芳族或脂族烴，尤其是甲苯和二甲苯；極性非質(zhì)子傳遞溶劑，如二甲亞砜、二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙腈；醚溶劑，尤其是二噁烷和四氫呋喃。存在少量水也是可接受的，這樣可溶解反應(yīng)混合物，同時(shí)也不與反應(yīng)劑反應(yīng)。
反應(yīng)溫度通常為0-50℃。反應(yīng)還可在水性或非水性介質(zhì)中進(jìn)行。在適用于該方法的堿中，人們可以提及的有堿金屬或堿土金屬(較佳地為鈉和鉀)的氫氧化物或碳酸鹽，如碳酸鈉、碳酸鉀或碳酸銫；或四甲基胍。這些堿可單獨(dú)使用，也可相互組合使用。反應(yīng)還可方便地用各種形式的催化劑，尤其是用相轉(zhuǎn)移催化劑如季銨鹽(例如溴化四丁基銨)進(jìn)行。
某些式(Ⅱ)中間體是新穎的，因此這成為本發(fā)明的進(jìn)一步特征，尤其是2-甲基硫代-4-三氟甲基乙酰苯和3,4-二氯-2-(甲基硫代)乙酰苯。
下列非限制性的實(shí)施例用于闡述本發(fā)明。
實(shí)施例1制備1-環(huán)丙基-3-(2-甲基硫代-4-三氟甲基苯基)丙烷-1,3-二酮(反應(yīng)式Sc1)在惰性氣氛下，于反應(yīng)容器中加入1.15克甲醇鈉和22毫升甲苯。在400毫巴壓力下，將其加熱至80℃。在3小時(shí)內(nèi)，加入3.3毫升環(huán)丙基羧酸甲酯和3.8克2-甲基硫代-4-三氟甲基乙酰苯在6毫升無水甲苯中的混合物，并不斷地蒸餾生成的甲醇。在80℃和攪拌條件下，反應(yīng)1小時(shí)。讓反應(yīng)冷卻下來，并在含0.75毫升濃硫酸的80毫升冰水混合物中沉淀出二酮。保留有機(jī)相，用水洗滌，并減壓除去甲苯，從而得到3.67克1-環(huán)丙基-3-(2-甲基硫代-4-三氟甲基苯基)丙烷-1,3-二酮，為橙色粉末，熔點(diǎn)為64℃，產(chǎn)率為75％。
以類似方式(在70℃和230毫巴壓力下進(jìn)行加熱)，制得3-(4-氯-2-甲基硫代苯基)-1-環(huán)丙基丙烷-1,3-二酮，產(chǎn)率為98％(純度大于80％)。當(dāng)在70℃的溫度下反應(yīng)6.5小時(shí)并用4分子篩代替對(duì)所形成甲醇進(jìn)行的不斷蒸餾時(shí)，也類似地制備了該化合物。
實(shí)施例2制備1-環(huán)丙基-3-[3,4-二氯-2-(甲基硫代)苯基］丙烷-1,3-二酮(反應(yīng)式Sc1)將氫化鈉(0.178克，60％油懸浮液，0.0045M)懸浮在四氫呋喃(1.8毫升)中，攪拌，并回流加熱，同時(shí)加入環(huán)丙烷羧酸甲酯(0.42克，0.0042M)和3,4-二氯-2，(甲基硫代)乙酰苯(0.5克，0.0021M)在四氫呋喃(3毫升)的混合物溶液。攪拌混合物并回流加熱3.5小時(shí)，然后冷卻并倒入飽和的碳酸氫鈉水溶液中。用乙醚萃取混合物，用鹽水進(jìn)行洗滌，用硫酸鎂干燥，過濾并蒸發(fā)，得到一膠狀物，用干柱快速色譜法(dry column flash chromatography)進(jìn)行純化(用含乙酸乙酯的環(huán)己烷進(jìn)行洗脫)，得到1-環(huán)丙基-3-[3,4-二氯-2-(甲基硫代)苯基］丙烷-1,3-二酮(0.35克，55％)，為黃色油狀物。
實(shí)施例3制備2-甲基硫代-4-三氟甲基乙酰苯(反應(yīng)式Sc2)向稀釋在0.5毫升丙酮中的0.15克2-硝基-4-三氟甲基乙酰苯中，加入0.256克21％(wt/wt)硫代甲醇鈉水溶液，在20℃攪拌混合物5小時(shí)。分離水相并除去，加入2毫升水并減壓去除丙酮。用二氯甲烷處理混合物，然后除去水相。用淡水洗滌有機(jī)相，然后減壓蒸發(fā)掉溶劑，獲得0.085克2-甲基硫代-4-三氟甲基乙酰苯，熔點(diǎn)為71℃。
用類似方法，制得3,4-二氯-2(甲基硫代)乙酰苯，1H NMR(CDCl3)2.4(s,3H),2.6(s,3H),7.15(d,1H),7.5(d,1H)。
實(shí)施例4制備1-(2-硝基-4-三氟甲基苯基)-1-硝基乙烷(反應(yīng)式Sc3)將5毫升無水甲苯中的0.87克碳酸鈉置于30毫升反應(yīng)容器中，同時(shí)加入0.11克氯化芐基三乙基銨、1.13克4-氯-3-硝基-三氟甲苯和0.38克硝基乙烷?；旌衔镌?0℃攪拌16小時(shí)，加入10毫升水，分離水相，并用4N硫酸溶液進(jìn)行酸化。再用5毫升甲基叔丁基醚進(jìn)行萃取。在去除有機(jī)溶劑后，獲得0.18克混合物，采用反相氧化硅柱色譜法用水和乙腈混合物洗脫進(jìn)行分離，從而獲得0.12克標(biāo)題化合物，熔點(diǎn)為48℃。
權(quán)利要求
1．一種制備式(Ⅰ)化合物的方法，其特征在于，通過將式(Ⅱ)化合物和式(Ⅲ)化合物，按下面的反應(yīng)式進(jìn)行反應(yīng)
式中，R1是低級(jí)烷基；R2是低級(jí)烷基；或被1-5個(gè)基團(tuán)任意取代的苯基，該基團(tuán)可相同或不同并選自低級(jí)烷基、低級(jí)鹵代烷基、鹵原子和-SR4；R3是鹵原子、低級(jí)烷基、低級(jí)鹵代烷基、低級(jí)烷氧基、低級(jí)鹵代烷氧基、-S-烷基、3-7個(gè)環(huán)中碳原子的環(huán)烷基、3-7個(gè)碳原子的鏈烯基或炔基、或-(CR5R6)q-SR2，其中q為1或2；R4是低級(jí)烷基；R5和R6各自獨(dú)立地為氫、低級(jí)烷基或低級(jí)鹵代烷基；n是0或1-3的整數(shù)。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該反應(yīng)在非質(zhì)子傳遞溶劑中并在0℃至溶劑沸點(diǎn)，較佳地0℃-100℃的溫度下進(jìn)行。
3．如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，存在強(qiáng)堿，較佳地為堿金屬或堿土金屬的醇鹽或金屬氫化物。
4．如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，反應(yīng)是在大氣壓或減壓(較佳地比大氣壓低1-20％)的條件下，連續(xù)蒸餾反應(yīng)過程中生成的醇R1-OH而進(jìn)行。
5．一種制備如權(quán)利要求1所定義的(Ⅱ)化合物的方法，其特征在于，通過將式(Ⅴ)化合物和式(Ⅳ)硫醇HSR2，按下面的反應(yīng)式Sc2進(jìn)行反應(yīng)
其中，基團(tuán)R2、R3和n如權(quán)利要求1中所定義。
6．如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，使用式(Ⅳ)化合物作為溶劑。
7．如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，式(Ⅳ)化合物為硫醇形式，而且反應(yīng)在堿存在下進(jìn)行。
8．如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，堿是堿金屬或堿土金屬的氫氧化物、或碳酸鹽或氫化物。
9．如權(quán)利要求5-8中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，使用催化劑，尤其是相轉(zhuǎn)移催化劑，如季銨鹽。
10．一種制備式(Ⅵ)化合物的方法，
其中，R3和n如權(quán)利要求1中所定義，其特征在于，它包括將式(Ⅶ)化合物
其中R3和n如上所述，而X是鹵原子，與硝基乙烷進(jìn)行反應(yīng)，其中反應(yīng)在選自下組的堿存在下堿金屬或堿土金屬的氫氧化物、碳酸鹽、氫化物和醇鹽，以及胍；并用選自硝基乙烷和惰性溶劑的溶劑下進(jìn)行。
11．如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，反應(yīng)溫度為0-50℃。
12．如權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，反應(yīng)是在相轉(zhuǎn)移催化劑，較好是在季銨鹽存在下進(jìn)行。
13．式(Ⅱ)化合物，其特征在于，
其中，R2、R3和n如權(quán)利要求1中所定義。
14．如權(quán)利要求13所述的化合物，其特征在于，它是2-甲基硫代-4-三氟甲基乙酰苯或3,4-二氯-2-(甲基硫代)乙酰苯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備式(Ⅰ)化合物的方法,式中R
文檔編號(hào)C07C319/20GK1209804SQ97191908
公開日1999年3月3日 申請(qǐng)日期1997年1月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月1日
發(fā)明者V·佩弗里, A·加德拉, S·M·克蘭普, C·W·埃爾伍德 申請(qǐng)人:羅納-普朗克農(nóng)業(yè)化學(xué)公司