專(zhuān)利名稱(chēng)：制備芳基三唑啉酮的方法及其新中間體的制作方法
本申請(qǐng)要求，享有1999年10月13日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/159,247的優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明一般涉及用于制備有商業(yè)價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品中的工藝化學(xué)領(lǐng)域。具體說(shuō)，本發(fā)明涉及1-芳基三唑啉酮環(huán)的形成的方法和用于這些工藝中的新型中間體。
化合物4，5-二氫-3-甲基-1-苯基-1，2，4-三唑-5(1H)-酮在生產(chǎn)商業(yè)重要的除草劑中是特別有用的關(guān)鍵的1-芳基三唑啉酮。例如，美國(guó)專(zhuān)利No.4,818,275和5,125,958詳細(xì)描述了將1-芳基三唑啉酮中間體轉(zhuǎn)化成已知的除草劑。
一些已知制備1-芳基三唑啉酮的方法需要形成1-芳基三唑烷酮環(huán)，然后再將此1-芳基三唑烷酮環(huán)轉(zhuǎn)化成所需的1-芳基三唑啉酮。這種需求有缺陷，因?yàn)檫@在制備1-芳基三唑啉酮的過(guò)程中增加了額外的步驟。其它已知的方法由于副產(chǎn)物的形成，提供的1-芳基三唑啉酮的產(chǎn)量低于最佳收率。由于1-芳基三唑啉酮的商業(yè)價(jià)值，因此迫切需要改進(jìn)的制備方法。
發(fā)明概述現(xiàn)發(fā)現(xiàn)商業(yè)有用的式I的1-芳基三唑啉酮 可以通過(guò)(i)用至少一種羰化劑羰化式(A)的氨基腙，或(ii)用至少一種成環(huán)劑縮合式(A)的腙基衍生物制備，且收率和純度都非常好，其中式(A)是 其中W、X、Y、Z和R1見(jiàn)如下詳述。優(yōu)選的是，W是鹵素或-NHR，其中R是氫或鹵代烷基；X和Y各選自氫、氯或氟；Z是氫、溴、碘、硝基、氨基或甲基磺?；被?；和R1是甲基。另外，一些用于制備式I1-芳基三唑啉酮的式(A)的化合物也是新型的，且包括本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中。本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)可以參考以下的說(shuō)明和所附的權(quán)利要求更好的理解。
定義本文中的“約”指一定的優(yōu)選操作范圍，如反應(yīng)劑摩爾比的范圍、物質(zhì)量和溫度，沒(méi)有確切決定。這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯然的。例如，對(duì)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)列舉的溫度范圍約為120℃到135℃，應(yīng)被理解為包括期望有益于反應(yīng)速度的其它溫度，例如105℃或150℃。在缺少普通技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)、缺少?gòu)奈恼碌闹笇?dǎo)時(shí)，并且沒(méi)有列舉更具體規(guī)則時(shí)，“約”的范圍應(yīng)不超過(guò)一個(gè)端點(diǎn)絕對(duì)值的10％或列舉范圍的15％，取較小的。
除非特別指出，本發(fā)明所用的取代基術(shù)語(yǔ)“烷基”、“烷氧基”和“鹵代烷基”，單獨(dú)使用或作為較大分子的一部分使用，包括含有至少1個(gè)或2個(gè)碳原子的直鏈或支鏈，如對(duì)該取代基合適的，且較佳地至多為12個(gè)碳原子，更佳地是至多10個(gè)碳原子，特別優(yōu)選地是至多7個(gè)碳原子。術(shù)語(yǔ)“芳基”指苯基或萘基，任選地被一個(gè)或多個(gè)鹵素、烷基、烷氧基或鹵代烷基取代。“鹵素”或“鹵代”指氟、溴、碘或氯。術(shù)語(yǔ)“環(huán)境溫度”指溫度范圍為約20℃到30℃的溫度。一些溶劑、催化劑等是以它們已知的縮寫(xiě)顯示的。它們包括縮寫(xiě)“DMAC”指N，N-二甲基乙酰胺、“DMF”指N，N-二甲基甲酰胺、“THF”指四氫呋喃、“DMAP”指4-二甲基氨基吡啶、“DBN”指1，5-二氮雜二環(huán)[4.3.0]壬-5-烯、和“DBU”指1，8-二氮雜二環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯。術(shù)語(yǔ)“甘醇二甲醚”指一類(lèi)溶劑，包括一甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚和聚甘醇二甲醚。術(shù)語(yǔ)“GC”指氣相層析或分析用的氣相層析方法。
術(shù)語(yǔ)“氨基腙”或“式(A)的氨基腙”為同義語(yǔ)，指2-(任選取代的苯基)酰肼乙烷亞氨酸，例如(但不限制于)2-(2，4-二氯苯基)酰肼乙烷亞氨酸。術(shù)語(yǔ)“腙基衍生物”或“式(A)的腙基衍生物”為同義語(yǔ)，指N-(任選取代的苯基)乙烷腙基衍生物，例如(但不限制于)N-(2，4-二氯苯基)乙烷腙氯。術(shù)語(yǔ)“式(A)的化合物”指氨基腙和腙基衍生物二者。術(shù)語(yǔ)“式I的化合物”指1-芳基三唑啉酮，例如(但不限制于)4，5-二氫-1-(2，4-二氯苯基)-3-甲基-1，2，4-三唑-5(1H)-酮。
發(fā)明詳述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及制備式I化合物的方法 其中用至少一種羰化劑羰化式(A)的氨基腙，其中式(A)是 且X和Y各選自氫、鹵素、硝基和氨基；Z選自氫、鹵素、烷基、烷氧基、硝基、氨基或烷基磺酰基氨基；W是-NHR，其中R是氫、烷基或鹵代烷基；和R1是氫、烷基、鹵代烷基、烷氧基、乙酰基或芳基。
進(jìn)行本發(fā)明羰化反應(yīng)的優(yōu)選氨基腙(A)選自如下的化合物，它們的X和Y各選自氫、氯、或氟；Z是氫、溴、碘、硝基、氨基或甲基磺?；被?；R是氫或二氟甲基；和R1是C1-C12烷基。
氨基腙更優(yōu)選的品種選自如下的化合物X、Y和R是氫、Z是氫、5-硝基、或5-氨基，和R1是甲基、乙基或丙基；X和R是氫，Y是4-氯，Z是氫或5-硝基，和R1是甲基、乙基或丙基；X是2-氯或2-氟，Y、Z和R是氫，和R1是甲基、乙基或丙基；或X是2-氯或2-氟，Y是4-氯，Z是氫、5-溴、5-碘、或5-硝基，R是氫和R1是甲基、乙基或丙基。
氨基腙(A)特別優(yōu)選的來(lái)自選自如下化合物X、Y、Z和R是氫，和R1是甲基；或X是2-氟，Y是4-氯，Z和R是氫和R1是甲基。
對(duì)進(jìn)行氨基腙(A)的羰化而言，優(yōu)選用至少一種合適的有機(jī)溶劑。
優(yōu)選的有機(jī)溶劑包括極性或非極性溶劑，可用于本發(fā)明的溶劑包括鹵化的溶劑，例如(但不限制于)氯苯、四氯化碳、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷、三溴甲烷、氯仿、溴氯甲烷、丁基氯、二氯甲烷、四氯乙烯、三氯乙烯、1，1，1-三氯-乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，1-二氯乙烷、2-氯丙烷、六氟苯、1，2，4-三氯苯、1，2-二氯苯、氟苯和其它本領(lǐng)域已知的鹵化溶劑。
優(yōu)選的極性有機(jī)溶劑包括醚，如(但不限制于)二甲氧基甲烷、THF、1，3-二噁烷、呋喃、二乙醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、三乙二醇二甲醚、叔丁基甲醚和本領(lǐng)域已知的其它醚。其它可用于本發(fā)明的極性有機(jī)溶劑包括如(但不限制于)丙氰、甲酸乙酯、乙酸甲酯、六氯丙酮、丙酮、乙基甲基甲酮、乙酸乙酯、硝基甲烷、甘醇二甲醚和本領(lǐng)域已知的其它極性溶劑。
可用于本發(fā)明的其它有機(jī)溶劑包括極性非質(zhì)子溶劑，例如(但不限制于)DMF、DMAC、1，3-二甲基-3，4，5，6-四氫-2(1H)-嘧啶酮(pyrimidinone)、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮、N-甲基吡咯烷酮、甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N-甲基甲酰胺、乙腈、二甲基亞砜、環(huán)丁砜、N，N-二甲基丙酰胺、四甲基脲、六甲基磷酰胺和本領(lǐng)域已知的其它極性非質(zhì)子溶劑。
用于進(jìn)行本發(fā)明的其它有機(jī)溶劑包括質(zhì)子性溶劑，如(但不限制于)水、甲醇、乙醇、2-硝基乙醇、2-氟乙醇、2，2，2-三氟乙醇、乙二醇、1-丙醇、2-丙醇、2-甲氧基乙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、叔-丁醇、2-乙氧基乙醇、二乙二醇、1-、2-、或3-戊醇、2，2-二甲基-1-丙醇、叔-戊醇、環(huán)己醇、苯甲醚、苯甲醇、甘油和本領(lǐng)域已知的其它質(zhì)子性溶劑。
可用于本發(fā)明的其它有機(jī)溶劑包括酸性溶劑如(但不限制于)三氟乙酸、乙酸、甲酸和本領(lǐng)域已知的其它酸性溶劑；堿性溶劑如(但不限制于)2-、3-或4-甲基吡啶、吡咯、吡咯烷、嗎啉、吡啶、哌啶、三乙胺和本領(lǐng)域已知的其它堿性溶劑；和烴類(lèi)溶劑如(但不限制于)苯、環(huán)己烷、戊烷、己烷、甲苯、環(huán)庚烷、甲基環(huán)己烷、庚烷、乙基苯、原、間或?qū)?二甲苯、辛烷、1，2-二氫化茚、壬烷、萘和本領(lǐng)域已知的烴類(lèi)溶劑。
最適用于氨基腙(A)的羰化的有機(jī)溶劑是那些低價(jià)格、能提高起始物溶解度以促進(jìn)反應(yīng)速率且溶劑分解最小的化合物。因此，優(yōu)選的有機(jī)溶劑包括DMF、DMAC、乙腈、甲苯、THF和甘醇二甲醚。更優(yōu)選的溶劑包括乙腈、甲苯、四氫呋喃、單甘醇二甲醚和二甘醇二甲醚。進(jìn)行氨基腙(A)的羰化特別優(yōu)選的有機(jī)溶劑是甲苯。
在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，尤其是生產(chǎn)商業(yè)量所需產(chǎn)物的大規(guī)模有機(jī)化學(xué)反應(yīng)時(shí)，必須在處理過(guò)多溶劑和提供足夠維持最佳反應(yīng)條件的溶劑間保持平衡。提供最佳反應(yīng)條件的溶劑與氨基腙(A)的可用比例約為2.5/1到20/1(wt/wt)的范圍，較佳地約為3/1到15/1的范圍。
為了形成式I的化合物，用至少一種羰化劑羰化式(A)的氨基腙。以下式表示可用的羰化劑 其中R2和R3相同且選自鹵素、烷氧基、二氯甲氧基、三氯甲氧基、咪唑-1-基、2-甲基咪唑-1-基、苯氧基或萘氧基，其中苯氧基和萘氧基任選地被鹵素、烷氧基或硝基取代；R2和R3不同，如R2是鹵素和R3是烷氧基；只要羰化劑選自R2和R3是氯，則還要至少選擇另一羰化劑。優(yōu)選的羰化劑是如下的化合物，其中R2和R3相同且選自二氯甲氧基、三氯甲氧基、咪唑-1-基或苯氧基，任選地被鹵素、烷氧基或硝基取代。羰化氨基腙(A)更優(yōu)選的羰化劑是R2和R3各是苯氧基的化合物。羰化劑與氨基腙(A)的優(yōu)選摩爾包括為約1/1到約2.5/1的范圍，較佳地為約1.1/1到1.5/1。
較佳地，式(A)的氨基腙的羰化以形成式I化合物的羰化反應(yīng)是在酸或堿催化劑存在下進(jìn)行的。雖然式I化合物的形成不需要存在催化劑，但催化劑的存在可加速式I化合物的形成。是否需要催化劑取決于所形成式I的化合物、用作反應(yīng)劑的氨基腙(A)、催化劑、所需的反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度，這些是本領(lǐng)域技術(shù)人員基于常規(guī)經(jīng)驗(yàn)和本文的公開(kāi)易于確定的。
用于本發(fā)明的酸催化劑可以是質(zhì)子(Brontsted)酸或接受電子對(duì)的(Lewis)酸。酸催化劑包括如無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸和有機(jī)金屬酸。優(yōu)選的酸催化劑包括(但不限制于)鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、硫酸、高氯酸、乙酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、氯磺酸、甲磺酸、對(duì)甲苯磺酸、樟腦磺酸、苯磺酸、三氟化硼、醚合三氟化硼、氯化鋁、氯化鋅、和三氟甲基磺酸鑭系如三氟甲基磺酸鈧、三氟甲基磺酸鐠、和三氟甲基磺酸鐿，及本領(lǐng)域已知的其它酸催化劑。
用于式(A)氨基腙的羰化的優(yōu)選酸催化劑包括(但不限制于)三氟化硼、氯化鋁、三氟甲基磺酸鑭系、甲磺酸、對(duì)甲苯磺酸、乙酸和三氟乙酸。特別優(yōu)選的酸催化劑包括三氟化硼、三氟甲基磺酸鈧、甲磺酸和對(duì)甲苯磺酸。
較佳地，酸催化劑的存在量為其與氨基腙(A)的摩爾比范圍約為0.0001/1到約1/1，較佳地范圍約為0.001/1到0.1/1。還可以加入附加量的酸催化劑，例如如果需要使反應(yīng)加速時(shí)。
優(yōu)選的堿催化劑包括(但不限制于)堿金屬、堿土金屬、和過(guò)渡金屬鹵化物、氫化物、氫氧化物、碳酸氫鹽、碳酸鹽等。可用于本發(fā)明的金屬鹵化物包括(但不限制于)氯化鋰、氟化鋰、溴化鋰、碘化鋰、氯化鈉、氟化鈉、溴化鈉、碘化鈉、氯化鉀、氟化鉀、溴化鉀、碘化鉀、氯化鎂、氟化鎂、溴化鎂、碘化鎂、氯化鈣、氟化鈣、溴化鈣、碘化鈣、溴化銀和碘化銀。可用于本發(fā)明的金屬氫化物包括(但不限制于)氫化鋰、氫化鈉、氫化鉀、氫化鎂、氫化鈣和氫化鋇?？捎糜诒景l(fā)明的金屬氫氧化物包括(但不限制于)氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鈣和氫氧化鋇?？捎糜诒景l(fā)明的金屬碳酸氫鹽包括(但不限制于)碳酸氫鈉和碳酸氫鉀。可用于本發(fā)明的金屬碳酸鹽包括(但不限制于)碳酸鈉和碳酸鉀。本領(lǐng)域技術(shù)人員依據(jù)已有的技術(shù)可以選擇本領(lǐng)域已知的可作為催化劑用的其它堿金屬、堿土金屬和過(guò)渡金屬鹵化物、氫化物、氫氧化物、碳酸氫鹽和碳酸鹽。
可用的堿催化劑還包括堿金屬醇鹽如(但不限制于)甲醇鈉、乙醇鈉、甲醇鉀、乙醇鉀、叔丁醇鉀和本領(lǐng)域已知的其它堿金屬醇鹽。其它可用的堿催化劑包括有機(jī)烷基胺和環(huán)胺，如(但不限制于)甲胺、乙胺、二甲胺、二乙胺、三甲胺、三乙胺、乙基二異丙胺、丁胺、吡啶、DMAP、2，6-二甲基吡啶、哌啶、哌嗪、嗎啉、喹啉、DBN、DBU和本領(lǐng)域已知的其它烷基胺和環(huán)胺。
羰化式(A)氨基腙的優(yōu)選堿催化劑包括碳酸鈉、碳酸鉀、氫化鈉、三乙胺、吡啶、DMAP、DBN、DBU、甲醇鈉、甲醇鉀和叔丁醇鉀。特別優(yōu)選的堿催化劑包括碳酸鈉、碳酸鉀、DMAP、DBN和DBU。
用于本發(fā)明的堿催化劑所存在的量為堿催化劑與氨基腙(A)的摩爾比范圍為約0.0001/1到約1/1，較佳地此范圍約為0.001/1到約0.1/1。還可以加入附加量的堿催化劑，例如如果需要使反應(yīng)加速時(shí)。
進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)如氨基腙(A)的羰化時(shí)的溫度取決于如下條件變化進(jìn)行反應(yīng)的溶劑、反應(yīng)模式(如間歇式、半間歇式或連續(xù)式)、羰化劑、和/或氨基腙(A)的結(jié)構(gòu)式及是否使用催化劑。本文如上所述的氨基腙(A)的羰化通常在約10℃到200℃范圍的溫度中進(jìn)行約20小時(shí)，較佳地在約環(huán)境溫度到約160℃間進(jìn)行約10小時(shí)，更佳的是進(jìn)行至多5小時(shí)。
一般，在氨基腙(A)的羰化過(guò)程中，首先用它的鹽酸鹽制備出肼衍生物(如2，4-二氯苯肼)(1)，通過(guò)用堿(如氫氧化鈉水溶液)處理該鹽得到游離肼(1)。然后該游離肼與如乙酰亞氨酸乙酯(ethyl acetimidate)在約0℃到環(huán)境溫度范圍的溫度在合適的溶劑(如二氯甲烷)中反應(yīng)，得到相應(yīng)的氨基腙(A)，2，4-二氯苯基酰肼乙烷亞氨酸。然后用如碳酸二苯酯在約100℃到115℃的溫度在合適的溶劑(如甲苯)中羰化此氨基腙(A)，得到相應(yīng)的式(I)的化合物4，5-二氫-1-(2，4-二氯苯基)-3-甲基-1，2，4-三唑-5(1H)-酮。通常用催化劑如DMAP輔助氨基腙(A)羰化為式(I)的化合物。在本文如下的實(shí)施例3中將列出氨基腙(A)的制備和羰化以得到式(I)化合物的詳細(xì)流程。
在本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中，制備式(I)化合物 的過(guò)程包括式(A)腙基衍生物與至少一種成環(huán)劑的縮合反應(yīng)，其中式(A)是 且其中X和Y各選擇氫、鹵素、硝基和氨基；Z選自氫、鹵素、烷基、烷氧基、硝基、氨基或烷基磺?；被?；W是鹵素、-NCO、-OSO2CH3、-OSO2CF3或-OSO2(p-CH3Ph)；和R1是氫、烷基、鹵代烷基、烷氧基、乙?；蚍蓟?。
進(jìn)行本發(fā)明縮合反應(yīng)的腙基衍生物(A)的優(yōu)選品種選自W是鹵素；X和Y各選自氫、氯或氟；Z是氫、溴、碘、硝基、氨基或甲基磺?；被缓蚏1是C1到C12烷基。
特別優(yōu)選的腙基衍生物(A)選自W是氯；X和Y是氫；Z是氫、5-硝基或5-氨基；和R1是甲基、乙基或丙基；W是氯；X是氫；Y是4-氯；Z是氫或5-硝基；和R1是甲基、乙基或丙基；W是氯；X是2-氯或2-氟；Y和Z是氫；和R1是甲基、乙基或丙基；或W是氯；X是2-氯或2-氟；Y是4-氯；Z是氫、5-溴、5-碘或5-硝基和R1是甲基、乙基或丙基。
腙基衍生物(A)最優(yōu)選的品種選自W是氯；X和Y和Z是氫；和R1是甲基；或W是氯；X是2-氟；Y是4-氯；Z是氫和R1是甲基。
在進(jìn)行式(A)腙基衍生物的縮合反應(yīng)時(shí)，較佳地使用至少一種有機(jī)溶劑(如上所述)。優(yōu)選的有機(jī)溶劑是那些低價(jià)格、能提高起始物溶解度以促進(jìn)反應(yīng)速率且溶劑分解最小的化合物。因此，優(yōu)選的有機(jī)溶劑包括甘醇二甲醚、DMF、DMAC、1-甲基-2-吡咯烷酮、和甲基亞砜。更優(yōu)選的溶劑包括甘醇二甲醚、DMF和DMAC。特別優(yōu)選的是DMAC和甘醇二甲醚。提供最佳反應(yīng)條件的溶劑與腙基衍生物(A)的可用比例約為2.5/1到20/1(wt/wt)的范圍，較佳地約為3/1到5/1的范圍。
因此，當(dāng)將甘醇二甲醚選作進(jìn)行式(A)腙基衍生物的縮合反應(yīng)所用的溶劑時(shí)，因包容了促進(jìn)反應(yīng)速率量的水而促進(jìn)了反應(yīng)的速率。因?yàn)闊o(wú)水時(shí)反應(yīng)以可接受的形式進(jìn)行，據(jù)信水輔助成環(huán)劑的溶解從而提高其與腙基衍生物(A)的接觸，使反應(yīng)以較高的速率進(jìn)行。本發(fā)明所用的促進(jìn)反應(yīng)速率量的水與溶劑的比例范圍約為0.001/1到1/1wt/wt。優(yōu)選的比例約為0.01/1到0.9/1，更佳地是約為0.04/1到0.8/1。
為了形成式I的化合物，用至少一種成環(huán)劑縮合式(A)的腙基衍生物?？捎糜诒景l(fā)明的成環(huán)劑包括如(但不限制于)氰酸鈉、氰酸鉀、氰酸銀、氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸苯酯、氰酸、異氰酸、乙酰異氰酸和三甲基硅異氰酸酯。優(yōu)選的成環(huán)劑是氰酸鈉、氰酸鉀、氰酸、異氰酸和氨基甲酸苯酯。特別優(yōu)選的成環(huán)劑是氰酸鈉和氰酸鉀，尤其優(yōu)選的是氰酸鉀。成環(huán)劑與腙基衍生物(A)的可用摩爾比為約1/1到5/1，較佳地為約1.05/1到2/1，更佳地是約1.1/1到1.3/1。
較佳地，在存在催化劑時(shí)進(jìn)行式(A)腙基衍生物的縮合反應(yīng)形成式I的化合物。因此，縮合腙基衍生物(A)可用的如上所述的催化劑包括碘化鉀、氟化鉀、溴化銀、碘化銀和元素碘。優(yōu)選的催化劑是碘化鉀、氟化鉀和元素碘，特別優(yōu)選的是氟化鉀。本發(fā)明所用催化劑存在的量為催化劑與腙基衍生物(A)的摩爾比范圍為約0.001/1到0.1/1，較佳地為約0.004/1到0.06/1。還可以加入附加量的催化劑，例如如果需要使反應(yīng)加速時(shí)。
進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)如腙基衍生物(A)的縮合反應(yīng)時(shí)的溫度和時(shí)間可如上述不同。本文如上所述的腙基衍生物(A)的縮合通常在約-10℃到160℃范圍的溫度中進(jìn)行約30小時(shí)，較佳地在約0℃到約100℃間進(jìn)行約20小時(shí)，更佳的是進(jìn)行至多10小時(shí)。
一般，在腙基衍生物(A)的縮合形成式I化合物的過(guò)程中，在約10℃在合適的溶劑(如乙酸乙酯)中，將如上所述的游離的肼(1)(如2，4-二氯苯肼(1))與乙酸酸酐反應(yīng)，得到相應(yīng)的1-乙?；?2-(2，4-二氯苯基)肼(2)。然后在約110℃在合適的溶劑(如甲苯)中用磷酰氯氯化肼(2)，得到式(A)的腙基衍生物N-(2，4-二氯苯基)乙基腙基氯。在約40℃到約65℃在合適的溶劑(如DMAC)中，用成環(huán)劑(如氰酸鉀)縮合腙基氯(A)，得到相應(yīng)的式(I)的化合物4，5-二氫-1-(2，4-二氯苯基)-3-甲基-1，2，4-三唑-5(1H)-酮。通常用催化劑如氟化鉀以輔助在溶劑(如DMAC)中腙基氯(A)縮合成式(I)的化合物。在本文如下的實(shí)施例1中將列出在DMAC中用成環(huán)劑氰酸鉀進(jìn)行氟化鉀催化的腙基氯(A)縮合的詳細(xì)流程。
在式(A)腙基衍生物縮合形成式(I)化合物的改變過(guò)程中，在環(huán)境溫度在溶劑甘醇二甲醚中，在存在催化量的水時(shí)進(jìn)行腙基衍生物(A)(如N-(2，4-二氯苯基)乙基腙基氯)的縮合。在本文如下的實(shí)施例2中將列出在甘醇二甲醚中用成環(huán)劑氰酸鉀進(jìn)行水催化的腙基氯(A)縮合的詳細(xì)流程。
本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例涉及新型的可用于制備式I化合物的氨基腙和式(A)的腙基衍生物。這些化合物可以以式A表示 其中W是鹵素、-NCO、-SO2CH3、-OSO2CF3、-OSO2(p-CH3Ph)；或-NHR，其中R是氫、烷基或鹵代烷基；X和Y各選自氫、鹵素、硝基和氨基；Z選自氫、鹵素、烷基、烷氧基、氨基或烷基磺酰基氨基；和R1是氫、烷基、鹵代烷基、烷氧基、乙?；蚍蓟?br> 式(A)的優(yōu)選新型化合物是那些W是鹵素或-NHR，其中R是氫或二氟甲基；X和Y各選自氫、氯或氟；Z是氫、溴、碘、硝基、氨基或甲基磺?；被?；和R1是C1到C12的烷基的化合物。
式(A)更優(yōu)選的新型化合物是那些W是氯或-NHR，其中R是氫；X和Y是氫；Z是氫、5-硝基或5-氨基；和R1是甲基、乙基或丙基的化合物；W是氯或-NHR，其中R是氫；X是氫；Y是4-氯，Z是氫或5-硝基；和R1是甲基、乙基或丙基的化合物；W是氯或-NHR，其中R是氫；X是2-氯或2-氟；Y和Z是氫；和R1是甲基、乙基或丙基的化合物；和W是氯或-NHR，其中R是氫；X是2-氯或2-氟，Y是4-氯；Z是氫、5-溴、5-碘或5-硝基；和R1是甲基、乙基或丙基的化合物。
特別優(yōu)選的式(A)的化合物是W是氯或-NHR，其中R是氫；X、Y和Z是氫；和R1是甲基的化合物；或W是氯或-NHR，其中R是氫；X是2-氟，Y是4-氯，Z是氫和R1是甲基的化合物。
本發(fā)明可按以下實(shí)施例所述的流程進(jìn)行。這些實(shí)施例僅起說(shuō)明的作用，對(duì)本發(fā)明無(wú)任何限制，因?yàn)閷?duì)所公開(kāi)的本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯然的。所有這些改進(jìn)都視為在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
實(shí)施例1本實(shí)施例說(shuō)明了在DMAC溶劑中自N-(2，4-二氯苯基)乙基腙基氯(A)制備4，5-二氫-1-(2，4-二氯苯基)-3-甲基-1，2，4-三唑-5(1H)-酮(I)的過(guò)程。
攪拌101.4g(0.4751mol)鹽酸2，4-二氯苯基肼的600ml水漿液，并緩慢加入20.9g(0.5225mol)氫氧化鈉的100ml水溶液。在添加過(guò)程中，反應(yīng)混合物變稠。再加入50ml水以輔助流動(dòng)。添加完氫氧化鈉水溶液后，加入另70ml水。攪拌此反應(yīng)混合物約75分鐘，然后用300ml乙酸乙酯提取3次。合并提取物，用硫酸鎂干燥。過(guò)濾此混合物，將含有游離2，4-二氯苯基肼(1)的濾液加到合適的反應(yīng)容器中。將此攪拌的溶液冷卻至約10℃，逐滴加入58.2g(0.5701mol)乙酸酐。添加完畢后，反應(yīng)混合物的氣相層析(GC)表明反應(yīng)約99％完成。除去冷卻裝置，在此反應(yīng)混合物中加入65.2g碳酸鉀的200ml水溶液。攪拌此混合物約5分鐘，然后分開(kāi)有機(jī)層。減壓下濃縮有機(jī)層，得到102.0g(98％收率)1-乙?；?2-(2，4-二氯苯基)肼(2)。
攪拌25.0g(0.1142mol)2-(2，4-二氯苯基)肼(2)的120g甲苯溶液，分批加入17.7g(0.1142mol)磷酰氯。添加完畢后，將此反應(yīng)混合物升溫至約110℃，然后攪拌約30分鐘。此后反應(yīng)混合物的GC分析表明反應(yīng)完成。在此反應(yīng)混合物中再加入100g甲苯，將此溶液傾析入分液漏斗。用約40克甲苯洗滌反應(yīng)器中的殘留物，并將洗液也傾析入分液漏斗中。然后用10％碳酸鉀水溶液洗滌甲苯溶液。用75克甲苯反洗水層2次。用硫酸鎂干燥合并的有機(jī)層和洗液。過(guò)濾此混合物，減壓下濃縮濾液，得到21.3g(78.5％收率)N-(2，4-二氯苯基)乙基腙基氯(A)。
攪拌21.3g(0.0896mol)N-(2，4-二氯苯基)乙基腙基氯(A)的500g N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)溶液，并加入9.1g(0.1127mol)氰酸鉀，然后再加入0.1g(0.0018mol)氟化鉀。添加完畢后，反應(yīng)熱使反應(yīng)混合物的溫度上升至約60℃。攪拌此反應(yīng)混合物30分鐘，此時(shí)反應(yīng)混合物的溫度跌至約45℃。此后反應(yīng)混合物的GC分析表明反應(yīng)完成。減壓下濃縮此反應(yīng)混合物得到殘留物。用約100g水漿化殘留物，過(guò)濾收集殘留的固體。用水洗滌這些固體，并干燥，得到21.2g標(biāo)題化合物(I)(自(2)的收率為77.3％，自(A)的收率為96.8％)。
實(shí)施例2本實(shí)施例說(shuō)明了在二甘醇二甲醚溶劑中自N-(2，4-二氯苯基)乙基腙基氯(A)制備4，5-二氫-1-(2，4-二氯苯基)-3-甲基-1，2，4-三唑-5(1H)-酮的過(guò)程。
環(huán)境溫度攪拌在51ml二甘醇二甲醚中的5.1g(0.0214mol)N-(2，4-二氯苯基)乙基腙基氯(A)(如實(shí)施例1所制備的)、2.1g(0.0257mol)氰酸鉀和3ml水的溶液約22小時(shí)。然后，在減壓下濃縮此反應(yīng)混合物得到殘留物。將此殘留物溶解于約500ml乙酸乙酯中，用25ml水洗滌3次。有機(jī)層用MgSO4干燥，過(guò)濾。減壓下濃縮濾液得到殘留物。用己烷研磨殘留物并過(guò)濾收集殘留的固體。干燥此固體得到4.5g(自(A)的收率為85.2％)的標(biāo)題化合物(I)。
實(shí)施例3本實(shí)施例說(shuō)明了自2-(2，4-二氯苯基)酰肼乙烷亞氨酸(A)制備4，5-二氫-1-(2，4-二氯苯基)-3-甲基-1，2，4-三唑-5(1H)-酮(I)。
將13.6g(0.1100mol)鹽酸乙酰亞氨酸乙酯和13.2g(0.1300mol)三乙胺的100g二氯甲烷的攪拌溶液冷卻至約0℃5分鐘，加入17.7g(0.1000mol)2，4-二氯苯基肼(1)。添加完畢后，在0℃攪拌此反應(yīng)混合物約1小時(shí)，然后讓其升溫至環(huán)境溫度，再攪拌約2小時(shí)。此反應(yīng)混合物的GC分析表明存在少量未反應(yīng)的(1)。加入0.6g鹽酸乙酰亞氨酸乙酯(總共14.2g-0.1150mol)，攪拌此反應(yīng)混合物1小時(shí)。然后，用約20ml水洗滌此反應(yīng)混合物，并用硫酸鎂干燥。過(guò)濾此混合物，減壓下濃縮濾液得到半固態(tài)殘留物。用20ml己烷研磨此殘留物，過(guò)濾收集得到的固體。用50ml己烷洗滌此固體并干燥，得到20.4g(93.4％收率)2-(2，4-二氯苯基)酰肼乙烷亞氨酸(A)。
加熱回流7.5g(0.0344mol)2-(2，4-二氯苯基)-酰肼乙烷亞氨酸(A)、7.4g(0.0344mol)碳酸二苯酯和0.2g(0.0017mol)4-二甲基氨基吡啶(DMAP)的20g甲苯的攪拌溶液約30分鐘。此后該反應(yīng)混合物的GC分析表明存在未反應(yīng)的碳酸二苯酯。再加入0.3g(A)(總共7.8g-0.0358mol)，再加熱回流此反應(yīng)混合物約30分鐘。然后冷卻此反應(yīng)混合物，在減壓下濃縮得到殘留物。在回流的己烷中將此殘留物漿化約2小時(shí)，然后過(guò)濾收集，得到約8.1g標(biāo)題化合物(I)(自A的收率為93.2％，自(I)的收率為87.0％)。
本發(fā)明已用如上優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解可以使用這些優(yōu)選實(shí)施例的各種變化，而且本發(fā)明可以以與本文所述不同的方法進(jìn)行。因此本發(fā)明包括權(quán)利要求所定義的精神和范圍內(nèi)的所有改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種制備式I化合物的方法 其特征在于，所述的方法包括用至少一種羰化劑羰化式(A)的氨基腙，其中式(A)是 且X和Y各選自氫、鹵素、硝基和氨基；Z選自氫、鹵素、烷基、烷氧基、硝基、氨基或烷基磺?；被?；W是-NHR，其中R是氫、烷基或鹵代烷基；和R1是氫、烷基、鹵代烷基、烷氧基、乙?；蚍蓟?br> 2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的X、Y、Z和R是氫且R1是甲基。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的X是2-氟；Y是4-氯；Z和R是氫；和R1是甲基。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的羰化是在至少一種有機(jī)溶劑中進(jìn)行的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的羰化是在約0℃到300℃的溫度范圍中進(jìn)行的。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的羰化劑是 其中R2和R3相同且選自鹵素、烷氧基、二氯甲氧基、三氯甲氧基、咪唑-1-基、2-甲基咪唑-1-基、苯氧基或萘氧基，其中苯氧基和萘氧基任選地被鹵素、烷氧基或硝基取代；或其中R2和R3不同，R2是鹵素和R3是烷氧基；條件是當(dāng)羰化劑選自R2和R3是氯時(shí)，則還要至少選擇另一羰化劑。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的羰化是存在酸性或堿催化劑時(shí)進(jìn)行的。
8.一種制備式I化合物的方法 其特征在于，所述的方法包括用一種或多種環(huán)化劑縮合式(A)的腙基衍生物，其中式(A)是 且其中X和Y各選擇氫、鹵素、硝基和氨基；Z選自氫、鹵素、烷基、烷氧基、硝基、氨基或烷基磺?；被?；W是鹵素、-NCO、-OSO2CH3、-OSO2CF3或-OSO2(p-CH3Ph)；和R1是氫、烷基、鹵代烷基、烷氧基、乙?；蚍蓟?。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的X、Y、Z和R是氫且R1是甲基。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的X是2-氟；Y是4-氯；Z是氫；和R1是甲基。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的縮合是在至少一種有機(jī)溶劑中進(jìn)行的。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的縮合是在約-20℃到200℃的溫度范圍中進(jìn)行的。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的成環(huán)劑選自氰酸鈉、氰酸鉀、氰酸銀、氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸苯酯、氰酸、異氰酸、乙酰異氰酸和三甲基硅異氰酸酯。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述的溶劑含有促進(jìn)反應(yīng)速率量的水。
15.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的縮合是在催化劑存在時(shí)進(jìn)行的。
16.一種式(A)的化合物 其特征在于，W是鹵素、-NCO、-SO2CH3、-OSO2CF3、-OSO2(p-CH3Ph)；或-NHR，其中R是氫、烷基或鹵代烷基；X和Y各選自氫和鹵素；Z選自氫、鹵素、烷基、烷氧基、硝基、氨基或烷基磺酰基氨基；和R1是氫、烷基、鹵代烷基、烷氧基、乙?；蚍蓟?br> 17.如權(quán)利要求16所述的化合物，其特征在于，所述的W是鹵素或-NHR，其中R是氫或二氟甲基；X和Y各選自氫、氯或氟；Z是氫、溴、碘、硝基、氨基或甲基磺?；被?；和R1是C1到C12的烷基。
18.如權(quán)利要求16所述的化合物，其特征在于，所述的W是氯或-NHR，其中R是氫；X和Y是氫；Z是氫、5-硝基或5-氨基；和R1是甲基、乙基或丙基。
19.如權(quán)利要求16所述的化合物，其特征在于，所述的W是氯或-NHR，其中R是氫；X是2-氯或2-氟；Y和Z是氫；和R1是甲基、乙基或丙基。
20.如權(quán)利要求16所述的化合物，其特征在于，所述的W是氯或-NHR，其中R是氫；X是2-氯或2-氟；Y是4-氯；Z是氫、5-溴、5-碘或5-硝基；和R1是甲基、乙基或丙基。
全文摘要
本發(fā)明提供了制備用于生產(chǎn)商業(yè)除草劑中的式(I)的1－芳基三唑啉酮的方法，通過(guò)i)用一種或多種羰化劑羰化式(A)的氨基腙，或ii)用一種或多種式(A)的成環(huán)劑縮合式(A)的腙基衍生物，其中本文具體定義了W、X、Y、Z和R
文檔編號(hào)C07C257/22GK1420874SQ00814135
公開(kāi)日2003年5月28日 申請(qǐng)日期2000年10月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月13日
發(fā)明者J·S·高達(dá)爾 申請(qǐng)人:Fmc有限公司