專利名稱：β－氨基乙烯基酮在制備β－二酮中的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?4192585專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及在與氨基相連的碳原子上具有芳香取代基的新的β-氨基乙烯基酮在制備β-二酮中的用途。
芳香二酮的通式為
其中X表示脂族或環(huán)脂族基團(tuán)，而Y表示芳香族基團(tuán)。它作為中間體用于通式(Ⅱ)的4-苯甲?；悋f唑的衍生物的合成。
(Ⅱ)為廣譜除莠劑，這是現(xiàn)有技術(shù)中公知的(參見EP-A-0,418,175)。
從結(jié)構(gòu)式(Ⅰ)的二酮來合成4-苯甲?；悋f唑是通過如下兩個(gè)階段連接完成的-使式(Ⅰ)的二酮與三烷基原甲酸酯或二甲基甲酰胺二烷基乙縮醛反應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的通式為(Ⅲ)的產(chǎn)物
其中L為O-烷基或N,N-二烷氨基；此反應(yīng)一般在惰性溶劑，如乙醚或四氫呋喃等中完成，溫度范圍為從0℃到混合物的回流溫度；和-式(Ⅲ)化合物與羥基胺鹽的反應(yīng)。此反應(yīng)一般在乙醇或乙腈等溶劑中，任意地有堿或酸接受物(如三乙胺或醋酸鈉等)存在下完成。
對(duì)于合成起始物式(Ⅰ)的β-二酮，則常由如下三個(gè)階段連接完成-使通式(Ⅳ)芳香腈進(jìn)行水解反應(yīng)，得到一相應(yīng)的羧酸；Y-CN(Ⅳ)-脂肪醇，如甲醇等，衍生化反應(yīng)劑制成此羧酸的酯；以及-使所述的酯與通式(Ⅴ)的酮進(jìn)行縮合反應(yīng)。
該反應(yīng)在強(qiáng)堿存在時(shí)及與Claisem縮合反應(yīng)一致的條件下完成。
本發(fā)明的主要目的為-提供從芳香腈開始，得到作為中間體用于4-苯甲?；悋f唑衍生物的合成的β-二酮的途徑。
-具有很多優(yōu)點(diǎn)步驟少，產(chǎn)率高，及易進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。
根據(jù)這個(gè)途徑，可以制備與氨基相連的碳原子上具有芳香取代基的β-氨基乙烯基酮，它具有雙重特征一方面它是全新的化合物，另一方面用轉(zhuǎn)換反應(yīng)可以很容易地轉(zhuǎn)換為所需的β-二酮，可以在制備的反應(yīng)混合物中分離得到氨基乙烯基酮或直接制得含有氨基乙烯基酮的反應(yīng)混合物。
Ⅰ-在第一主題中，本發(fā)明涉及通式(Ⅵ)的β-氨基乙烯基酮。
其中，-R1表示任意被一個(gè)或幾個(gè)R4或OR4基團(tuán)取代的、含有3-6個(gè)碳原子的環(huán)烷基；-R2表示SR4烷基硫代，或具有直至4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈鹵代烷基或鹵代烷氧基，其中鹵代是單鹵代到完全鹵代；-R3表示含最多為4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基或烷氧基，或是一個(gè)鹵素原子；-R4表示含最多為4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基。
值得一提的是更優(yōu)選的β-氨基乙烯基酮化合物是式(Ⅵ)中-n表示1或2,m為0-2的整數(shù)，附加條件為m+n不得超過3；-(R2)n表示的基團(tuán)在苯環(huán)的2-位，而(R2)n和/或(R3)m表示的其它基團(tuán)在苯環(huán)的3-和/或4-位上。
值得一提的是作為式(Ⅵ)化合物β-氨基乙烯酮特定代表屬于在前文更優(yōu)選化合物中已確定的，其中
-R1表示環(huán)丙基或1-甲基環(huán)丙基；-R2表示甲基硫代或乙基硫代或三氟甲基或三氟甲氧基；-R3表示甲基、乙基、甲氧基或乙氧基或氯、溴或碘原子。
特別值得一提的是作為β-氨基乙烯基酮的一些特殊例子，有下列一些化合物。
1.1-氨基-3-環(huán)丙基-1-(2-甲基硫代-4-氯苯基)1-丙烯-3-酮；2.1-氨基-3-環(huán)丙基-1-(2-甲基硫代-4-三氟甲苯基)-1-丙烯-3-酮；3.1-氨基-3-環(huán)丙基-1-(2-甲基硫代-4-溴苯基)-1-丙烯-3-酮；4.1-氨基-3-環(huán)丙基-1-(2-甲基硫代-3,4-二氯苯基)-1-丙烯-3-酮；5.1-氨基-3-環(huán)丙基-1-(2-甲基-4-甲基硫代)-1-丙烯-3-酮；6.1-氨基-3-環(huán)丙基-1-(2-甲基硫代-3-氯-4-溴苯基)-1-丙烯-3-酮；7.1-氨基-3-環(huán)丙基-1-(2-甲基硫代-3-乙氧基-4-氯苯基)-1-丙烯-3-酮；8.1-氨基-3-環(huán)丙基-1-(2-甲基硫代-3,4-二溴代苯基)-1-丙烯-3-酮；Ⅱ-在第二主題中、本發(fā)明涉及了制備式(Ⅵ)的β-氨基乙烯基酮或基于氨基乙烯基酮的混合物的方法，其特征在于它包括使1-4摩爾的下式(Ⅶ)的甲基有機(jī)酮
其中R1的定義與權(quán)利要求1-3的式(Ⅵ)中所述的相同，與1摩爾下式(Ⅷ)的芳香腈進(jìn)行縮合反應(yīng)，
其中R2,R3,n和m的含義與式(Ⅵ)中的相同，所述的縮合反應(yīng)在惰性氣氛下、用較長(zhǎng)時(shí)間的加熱、在惰性溶劑介質(zhì)中、在1-4摩爾強(qiáng)堿存在下進(jìn)行，所述的惰性溶劑介質(zhì)選自與水不相混溶的非質(zhì)子傳遞的極性溶劑的惰性溶劑或惰性溶劑的混合物，所述的強(qiáng)堿選自(ⅰ)衍生自堿金屬和一元伯醇的醇鹽，在其結(jié)構(gòu)中，與CH2OH基團(tuán)相連的殘基是支鏈基團(tuán)，所述的支鏈基團(tuán)中直接與CH2OH基團(tuán)相連的碳原子本身連有2個(gè)或3個(gè)其它碳原子，這些其它碳原子屬于相同或不同的基團(tuán)，所述的基團(tuán)各自選自有直至3個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基和苯基基團(tuán)的基團(tuán)；(ⅱ)衍生自堿金屬和二級(jí)或三級(jí)一元醇的醇鹽，對(duì)于二級(jí)醇來說，有兩個(gè)相同或不同的基團(tuán)與CHOH相連，對(duì)于三級(jí)醇，有三個(gè)相同或不同的基團(tuán)與COH相連，這些基團(tuán)選自具有最多為4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基和苯基的基團(tuán)；和(ⅲ)(ⅰ)或(ⅱ)的醇鹽在一元醇中的溶液，所述的一元醇是制備(ⅰ)或(ⅱ)中醇鹽的一元醇，以氨基乙烯基酮為主的混合物中，除化合物Ⅵ以外，特別含有通式如下的嘧啶
其中Ar是相同的。由下式表示
R1的定義與式(Ⅵ)中所敘的相同，對(duì)于化合物Ⅸ有如下的附加說明*(a)當(dāng)n=0和m=0或(b)當(dāng)n=0和m=1或2，及R3表示烷基或烷氧基或鹵素時(shí)，在(a)或(b)中的R1不能是烷基，也不能是結(jié)構(gòu)式(R5-)p-苯基(-CR6R7)q-，此處q=0；*(c)當(dāng)n=1和m=0及R2表示NO2時(shí)，R1不能為(R5-)p-苯基(-CR6R7)q-基團(tuán)，此處q=0。
一般需用輕微正壓的惰性氣體，如氮?dú)饣驓鍤猓以诙栊匀軇┗蚨栊匀軇┗旌衔镏型瓿煽s合反應(yīng)。
優(yōu)選溶劑為與水不相混溶的非質(zhì)子傳遞極性溶劑，如四氫呋喃、二噁烷、乙醚、甲基叔丁基醚、苯、氯苯或甲苯。
反應(yīng)的溫度為30℃到120℃，較好地在上述范圍內(nèi)選擇能使反應(yīng)混合液回流的溫度。
反應(yīng)時(shí)間根據(jù)所選擇的反應(yīng)溫度的不同而不同，例如，從30分鐘到5小時(shí)不等。
反應(yīng)物各組分的摩爾比為-式(Ⅷ)的芳香腈1摩爾-式(Ⅶ)的R1甲基酮1到4摩爾，較好為1.3摩爾到2摩爾。
-醇鹽1-4摩爾，較好為1.3-2摩爾。
作為強(qiáng)堿使用的醇鹽是衍生自下列醇類醇鈉鹽或醇鉀鹽*異丁醇(CH3)2CH-CH2OH*異丙醇(CH3)2-CHOH*仲丁醇CH3(C2H5)CHOH*叔丁醇(CH3)3C-COH*二甲基苯甲醇(CH3)2(C6H5)-COH*三苯基甲醇(C6H5)3-COH或者是在上述醇中的醇鹽溶液。
在選自下列組中的強(qiáng)堿存在下的縮合反應(yīng)能得到最好的結(jié)果(ⅳ)衍生自堿金屬和三級(jí)一元醇的醇鹽，在其結(jié)構(gòu)中，與COH相連的3個(gè)相同或不同的基團(tuán)選自有1或2個(gè)碳原子的直鏈烷基和苯基，(ⅴ)(ⅳ)的醇鹽在一元醇中的溶液，所述的一元醇是制備(ⅳ)中醇鹽的一元醇。
醇鹽可從不同途徑來制備，通過將堿金屬溶于相應(yīng)的醇中可制得醇鹽；也可用堿金屬甲醇鹽與相應(yīng)醇反應(yīng)制備，另一種制備方法是用堿金屬氫化物與相應(yīng)的醇反應(yīng)?？稍诳s合反應(yīng)的介質(zhì)外或任選地在反應(yīng)介質(zhì)中制得醇鹽。該制備一般通過本身已知的方法進(jìn)行；用1-5摩爾，較好為1.1-4摩爾相應(yīng)的醇與1摩爾的堿試劑反應(yīng)物(堿金屬，堿金屬甲醇鹽和堿金屬氫化物)反應(yīng)。所形成的醇鹽可以以純狀態(tài)或在醇過量時(shí)存在于反應(yīng)的醇中的溶液形式使用。在本說明書中，術(shù)語“一元醇中的醇鹽溶液”可理解為每1摩爾強(qiáng)堿鹽中含有最多為4摩爾的醇，最好為0.1-3摩爾。
當(dāng)所有的式Ⅷ腈反應(yīng)完全后，中止反應(yīng)的一個(gè)方法為冷卻反應(yīng)混合物，通過加入預(yù)定量的無機(jī)含氧酸或氫酸調(diào)節(jié)pH值到中性，并加入足量的水溶解生成的鹽；最好以酸的稀水溶液形式一起加入酸和水。
當(dāng)縮合反應(yīng)在水不相混溶的溶劑介質(zhì)中進(jìn)行時(shí)，按前敘的處理方法能得到一個(gè)水/有機(jī)二相混合物，可以如通過放置，然后濃縮除去溶劑分離含有生成氨基乙烯基酮的有機(jī)相。
除去溶劑后主要得到式(Ⅵ)的β-氨基乙烯基酮的殘留物，此處表述“主要得到”為的是強(qiáng)調(diào)在這種情況下，殘留的混合產(chǎn)物中除β-氨基乙烯基酮外，尚存有少量下列副產(chǎn)物*一般通式如下的嘧啶
*和/或通式如下的酰胺
此處Ar互相相同，表示
此處R1有一般或較好的限定，在前面通式(Ⅵ)的氨基乙烯酮中已顯示。
在本說明書中，“基于氨基乙烯酮的混合物”的表達(dá)是指含有下列混合物的殘留物式(Ⅵ)的β-氨基乙烯基酮及少量式(Ⅸ)和/或(Ⅹ)的副產(chǎn)物混合物中副產(chǎn)物的量基于氨基乙烯基的量以摩爾％表示，不超過-嘧啶(Ⅸ)14％-酰胺(Ⅹ)35％。
當(dāng)殘留物是以氨基乙烯基酮為主要產(chǎn)物的混合物形式存在時(shí)，通過用適當(dāng)?shù)娜軇缂妆交蚣妆?環(huán)己烷混合溶劑重結(jié)晶混合物，可以得到純的β-氨基乙烯基酮。
當(dāng)縮合反應(yīng)是在水不相混溶的溶劑介質(zhì)中進(jìn)行時(shí)，任意地在除去原有所有或部分溶劑后，經(jīng)加入酸和水，以及適當(dāng)?shù)牡谌N溶劑進(jìn)行萃取操作，可以分離得到β-氨基酮或氨基乙基酮為主要成分的混合物。
Ⅲ-第三主題，本發(fā)明涉及式(Ⅵ)β-氨基乙烯基酮或基于氨基乙烯基酮的混合物在制備通式(Ⅺ)的β-二酮中的應(yīng)用
奘中R1、R2、R3,n和m為前面相關(guān)結(jié)構(gòu)式(Ⅵ)中的普通或特定的一種限制。所述的用途的特征在于它包括了使式(Ⅵ)β-氨基乙烯基酮或基于氨基乙烯基酮的混合物進(jìn)行水解反應(yīng)，水解反應(yīng)在水和強(qiáng)的無機(jī)或有機(jī)酸存在下，任意地是在惰性溶劑中進(jìn)行。
水解反應(yīng)可以無溶劑進(jìn)行或在惰性溶劑或惰性溶劑混合物加入到起始反應(yīng)物中的溶劑介質(zhì)中進(jìn)行。
當(dāng)水解反應(yīng)是在與本發(fā)明第二主題等同的溶劑中進(jìn)行時(shí)，特別是溶劑不僅等同且又是極性非質(zhì)子傳遞的及不相溶于水時(shí)，溶劑的使用是有利的。一個(gè)更理想的方法是在使用β-氨基乙烯基酮或以氨基乙烯基酮為主的混合物時(shí)獲得有機(jī)相，它是通過本發(fā)明第二主題中反應(yīng)混合物的處理方法，再從水/有機(jī)二相中分出水相而得到的。本方法因?qū)⒖s合反應(yīng)(本發(fā)明第二主題)和水解反應(yīng)(本發(fā)明第三主題)連在一起，而使得反應(yīng)在同一設(shè)備中，縮合反應(yīng)后無需分離β-氨基乙烯基酮，也不必根本改變反應(yīng)混合物的組成而從縮合反應(yīng)轉(zhuǎn)到水解反應(yīng)，而更顯其優(yōu)越性。
水解反應(yīng)的溫度范圍從40℃到120℃，當(dāng)水解反應(yīng)在溶劑中進(jìn)行時(shí)，溫度選擇較好地在對(duì)應(yīng)于反應(yīng)混合物的回流溫度的上述范圍里。
反應(yīng)時(shí)間因溫度不同而不同，臺(tái)30分鐘至5小時(shí)之間。
反應(yīng)在下列各組分配比下較為有利-式Ⅵ的β-氨基乙烯酮1摩爾，-水1-20摩爾，較好在1.5-10摩爾，
-強(qiáng)酸1-6H+離子，較好為1.1-4H+離子。
強(qiáng)的無機(jī)和有機(jī)酸可理解為任意地含氧原子的單元或多元酸，它至少含有一個(gè)酸基團(tuán)(當(dāng)有幾個(gè)酸基團(tuán)時(shí))，在水中的電離常數(shù)pKa不大于3。值得一提的是，無機(jī)酸中的這一類酸為鹽酸、硫酸、(正)磷酸、焦磷酸、值得一提的是，有機(jī)酸為有機(jī)磺酸，特別是對(duì)甲苯磺酸，甲磺酸和萘磺酸；有機(jī)磷酸，特別是單烷基可單苯環(huán)基磷酸，如甲基磷酸或苯基磷酸；或強(qiáng)的鹵代多元羧酸如二鹵代或三鹵代(尤其是氯和氟)乙酸或丙酸。本發(fā)明中，優(yōu)先使用的強(qiáng)酸為任意地含氧的無機(jī)一元酸或多元酸，最多使用鹽酸和硫酸。
對(duì)于反應(yīng)中需用的水和強(qiáng)酸，有利的是以酸性水溶液的形式一起加入混合物中，濃度和量取決于水的量以及所需的H+離子濃度。
當(dāng)所有的β-氨基乙烯基酮反應(yīng)完全后，冷卻反應(yīng)混合物來中止反應(yīng)，按已知的方法進(jìn)行處理，以便從中分離出式(Ⅺ)的β-二酮。
例如，當(dāng)水解反應(yīng)在水不相混溶的溶劑介質(zhì)中進(jìn)行時(shí)，得到水/有機(jī)二相的反應(yīng)混合物，如通過放置分離含有形成的B-二酮的有機(jī)相，濃縮所得的有機(jī)相以除去反應(yīng)溶劑。
當(dāng)主要為氨基乙烯基酮的混合物作為起始物進(jìn)行水解時(shí)，作了β-二酮外可以最后的有機(jī)相中了現(xiàn)，上述的嘧啶和/或酰胺副產(chǎn)物。
除除去溶劑后，若有必要，可對(duì)所得到的β-二酮用已知的方法重結(jié)晶來進(jìn)行純化。
下敘實(shí)施例說明本發(fā)明并展示如何付之實(shí)際，但并不用來限制本發(fā)明。實(shí)施例1根據(jù)本發(fā)明第二主題的方法制備β-氨基乙烯基酮的實(shí)例所用的設(shè)備為裝有溫度計(jì)、垂直接口的回流冷凝器、加熱系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)和用來通入氬氣達(dá)稍正壓力狀態(tài)的系統(tǒng)。
在室溫(25℃)下依次向反應(yīng)器中加入下列物質(zhì)-10.9克(0.050摩爾)1-氰基-2-甲基硫代-4-三氟甲基苯-50cm3甲基叔丁基醚-7.2g(0.075摩爾)純態(tài)的叔丁醇鈉。
該混合物在回流(57℃)下攪拌加熱3小時(shí)30分鐘。
冷卻到室溫后，向反應(yīng)混合物中加入25cm31N HCl水溶液，這使pH至中和值，得到水/有機(jī)二相混合物。
分離水相和有機(jī)相，然后中用25cm3水萃取有機(jī)相，用減壓蒸餾除去溶劑進(jìn)行濃縮。殘留產(chǎn)物以高效液相色譜分析，分析結(jié)果如下1)開始物腈轉(zhuǎn)化的程度(摩爾)為100％2)形成如下三個(gè)化合物的混合物2.1.β-氨基乙烯基酮，式為
按反應(yīng)物腈計(jì)算，其摩爾產(chǎn)率為92％。
2.2.嘧啶，式為
按反應(yīng)腈計(jì)算，其摩爾產(chǎn)率為4％。
純品β-氨基乙烯基酮可以通過在上述反應(yīng)混合物中加入50cm3的甲苯重結(jié)晶而獲得。NMR和IR分析及質(zhì)譜都證明了如上所述的結(jié)構(gòu)。
-NMR(1H,CDCl3):0.75-0.98ppm(m,4H),1.71ppm(m,3H),2.44ppm(s,3H),5.0ppm(s,1H),5.28ppm(s,1H),7.38ppm(m,3H)9,65ppm(s,1H)；-IR光譜3413-3254cm-1(NH2),1613cm-1(C=O)1320-1140cm-1(CF3),2924cm-1(SCH3)；-質(zhì)譜(儀器VG ZAB 2SF；光源EICI；M/ΔM=2000):M=301g。實(shí)施例2使用第三主題中發(fā)明條件來制備β-二酮的例子。
設(shè)備與實(shí)施例1中所述的相同。
實(shí)施例中得到水/有機(jī)二相混合物，從留在反應(yīng)容器內(nèi)的有機(jī)相中分離出水相，此時(shí)本階段結(jié)束。得到含2.1,2.2,2.3三個(gè)化合物的有機(jī)相，這在實(shí)施例1中已敘述。
將10cm310N硫酸水溶液加入有機(jī)相中，在60℃下加熱攪拌3小時(shí)，一個(gè)新的水/有機(jī)雙相就形成了。
最后，冷卻至室溫(25℃)后，兩相分離、有機(jī)相用每升含5克碳酸氫鹽的NaHCO3水溶液20CM3萃取，再用20cm3水萃取。除去有機(jī)相的溶劑，得到的殘留物用210cm3的甲醇重結(jié)晶，就得到了β-二酮純品，結(jié)構(gòu)式為
NMR和質(zhì)譜分析，結(jié)果與上述結(jié)構(gòu)一致-NMR(1H,CDCl3)二醇式(90mol％):0.96-1.17ppm(mn,4H),109ppm(m,1H),2.45ppm(s,3H),6.03ppm(s,1H為=CH-CO).7.35-7.56ppm(m,3H),＞11ppm(s,1H)；*酮式(100mol％):4.2ppm(s,2H為CO-CH2-CO)；-質(zhì)譜M=302g；-進(jìn)一步的說明m.p.(熔點(diǎn))=60℃。
權(quán)利要求
1．一種下式(Ⅵ)β-氨基乙烯基酮或以氨基乙烯基酮為主的混合物在制備下式(Ⅺ)的β-二酮中的用途
其中，-R1表示任意被一個(gè)或幾個(gè)R4或OR4基團(tuán)取代的、含有3-6個(gè)碳原子的環(huán)烷基；-R2表示SR4烷基硫代，或具有直至4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈鹵代烷基或鹵代烷氧基，其中鹵代是單鹵代到完全鹵代；-R3表示含最多為4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基或烷氧基，或是一個(gè)鹵素原子；-R4表示含最多為4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基；n表示1或2,m為0-2的整數(shù)，附加條件為m+n不得超過3；
其中R1、R2、R3、n和m的定義同上，其特征在于，使結(jié)構(gòu)式(Ⅵ)的β-氨基乙烯酮或以氨基乙烯基酮為主的混合物進(jìn)行水解反應(yīng)，此水解反應(yīng)任意地在惰性溶劑介質(zhì)中在水及強(qiáng)無機(jī)酸或強(qiáng)有機(jī)酸存在下發(fā)生的。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于水解反應(yīng)溶劑介質(zhì)溶劑介質(zhì)為選自水不相混溶的非質(zhì)子傳遞的極性溶劑的惰性溶劑或惰性溶劑混合物。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用途，其特征在于該反應(yīng)具有如下組分的比例-式Ⅵ的β-氨基乙烯基酮1摩爾-水1-20摩爾-強(qiáng)酸1-6H+離子。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于強(qiáng)酸在水中離子濃度的pKa應(yīng)小于或等于3。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的用途，其中酸選自無機(jī)酸、有機(jī)磺酸、有機(jī)磷酸和鹵代羧酸。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于水解反應(yīng)的溫度范圍在40℃-120℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及新穎的通式(Ⅵ)的β－氨基乙烯基酮，其中R
文檔編號(hào)C07C323/32GK1215047SQ9811864
公開日1999年4月28日 申請(qǐng)日期1998年8月21日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月23日
發(fā)明者M·卡薩多, P·勒魯瓦, V·佩弗雷 申請(qǐng)人:羅納-普朗克農(nóng)業(yè)化學(xué)公司