殺蟲，殺蟎和殺線蟲的2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯化合物的製備方法

2023-04-26 17:14:01 3

專利名稱：殺蟲，殺蟎和殺線蟲的2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯化合物的製備方法
技術領域：
本發明的目的是提供一種製備殺蟲、殺線蟲和殺蟎的2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯化合物的更有效的方法，它可減少過量的起始物質，縮短反應時間並增加產品得率。
本發明的另一個目的是提供一種製備本發明的1，1，1-三氟-2-丙烯化合物的有效方法。
本發明涉及製備式Ⅰ的殺蟲、殺線蟲和殺蟎的2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯化合物的方法
其中W是C1-C4烷基，CF3或H;
Y是CN，NO2或CO2R;
R是C1-C4烷基;
L是H，F，Cl或Br;
M是H，F，Cl，Br，I，CF3，NO2或OR1;和R1是C1-C3烷基或C2F4H，它包括在極性溶劑和鹼存在下，將式Ⅱ的氮雜內酯化合物
其中L和M如上所述，和式Ⅲ的α-滷代-α，β-不飽和腈，酯或硝基化合物
其中W和Y如上所述;X是Cl，Br，I或
和它的順和反異構體之間的一步反應。
本發明提供了高產率地製備殺蟲、殺線蟲和殺蟎的式Ⅰ的化合物的方法
其中W是C1-C4烷基，CF3或H;
Y是CN，NO2CO2R;
R是C1-C4烷基;
L是H，F，Cl或Br;
M是H，F，Cl，Br，I，CF3，NO2或OR1;和R1是C1-C3烷基或C2F4H，它包括在極性溶劑和鹼存在下，在式Ⅱ的氮雜內酯化合物
其中L和M如上所述，和式Ⅲ的α-滷代-α，β-不飽和腈，酯或硝基化合物;
其中W和Y如上所述;X是Cl，Br，I或
以及它的順和反異構體之間的有效的一步反應。
較佳為該方法包括將如上所述的式Ⅱ的氮雜內酯與至少約1個等摩爾數，較佳為1-5個等摩爾數的如上所述的式Ⅲ的α-滷代-α，β-不飽和腈，酯或硝基化合物和至少約1個等摩爾數，較佳為約1-5個等摩爾數的鹼，在極性溶劑存在下，較佳是在約20℃-180℃的溫度範圍內進行反應以形成式Ⅰ的α-芳基-5-(三氟甲基)吡咯化合物，當然，採用儘可能少過量的反應劑是尤其佳的，特別有利的是在本發明中可採用化學計量的量，而仍保持好的產率。
式Ⅰ的化合物產物可通過常規的技術，例如用水稀釋反應混合物，並過濾式Ⅰ的產物或用合適的溶劑萃取所說的產物而加以分離，在分離過程中，可採用任何合適的萃取溶劑，包括水不溶性溶劑，例如乙醚，乙酸乙酯，二氯甲烷等。
適合用於本發明的方法中的鹼包括例如鹼金屬碳酸鹽，C1-C4三烷基胺，鹼金屬氫氧化物和吡啶等鹼，較佳的鹼是吡啶，三乙胺和碳酸鈉。
適合用於上述方法中的反應溶劑包括任一種極性溶劑，例如乙腈，二甲基亞碸，二甲基甲醯胺，乙醇，甲醇和異丙醇溶劑。乙腈和二甲基甲醯胺是較佳的反應溶劑。
如下將描述一些式Ⅲ的起始化合物。
具有結構式Ⅲa的本發明的1，1，1-三氟-2-丙烯化合物
其中Z是Cl，Br或I;
Y是CN，CO2R或C(O)R1;
R和R1是氫或C1-C4烷基;以及它們順和反異構體。
本發明的較佳的1，1，1-三氟-2-丙烯化合物是，其中X是Cl或Br;Z是CN或C(O)R1;和R1是C1-C4烷基的那些。
式Ⅲa的化合物可以通過在溶劑中將三氟乙醛與(三苯基膦醯亞苯胺基)乙腈反應而給出4，4，4-三氟丁烯腈而製得。將所說的4，4，4-三氟丁烯腈和具有結構式Ⅳ
其中Z是CN，CO2R，C(O)R1;
R和R1是C1-C4烷基的其它化合物和它們的順和反異構體與至少約2個等摩爾數，較佳為約2-5個等摩爾數的滷化劑在溶劑存在下反應而形成式Ⅴ的2，3-二滷代-1，1，1-三氟丙烷化合物F3CCHXCHXZ(Ⅴ)其中X是Cl，Br或I;Z如上所述，可採用的滷化劑包括溴，氯，碘等，適合用於上述反應中的反應溶劑包括四氫呋喃，氯化碳等，然後，將所得到的2，3-二滷代-1，1，1-三氟丙烷與至少約1個等摩爾數，較佳為約1-3個等摩爾數的鹼在溶劑存在下進行反應以形成式Ⅰ的1，1，1-三氟-2-丙烯化合物，適合用於反應中的鹼包括三乙胺，吡啶和碳酸鈉等溶劑，如乙醚和四氫呋喃可較好地被採用。該反應簡圖說明如下
除了R是氫的情況，式Ⅲa的化合物的製備在前述反應簡圖中已經作了說明。為了製備其中R是氫的式Ⅲa的化合物，可能需要附加水解步驟。當R不是氫時，式Ⅲa的化合物的水解會產生具有相同結構的，但除了R成為氫的另一種式Ⅲa的化合物。
為了促使人們進一步了解本發明，如下實例被提供以更特別詳細地說明本發明，但本發明並不局限於此，除了權利要求書中所限定的。
實例1在鹼存在下製備2-苯基-5-(三氟甲基)吡咯-3-腈
將三乙胺(4.5g，0.044mol)逐滴加入至4-苯基-2-(三氟甲基)-5(2H)-噁唑酮(10.0g，0.043mol)，2-氯丙烯腈(3.51g，0.43mol)和乙腈(50mL)的混合物中，使反應混合物的溫度升至65℃，在滴加過程中有二氧化碳逸出。滴加完成後，將反應混合物在回流溫度下加熱1小時，冷卻至室溫並傾倒入水(150ml)中，過濾收集固體，風乾並在真空和60℃下乾燥，給出呈白色固體的標題化合物(10.05g，97%)。通過NMR光譜分析進行鑑定。
採用化學計量的反應劑並縮短反應時間的情況下，上述過程可提供幾乎等量的吡咯產物。
實例2不加鹼製備2-苯基-5-(三氟甲基)吡咯-3-腈
將4-苯基-2-(三氟甲基)-5(2H)-噁唑酮(13.5g，0.059mol)，2-氯丙烯腈(26ml，0.295mol)和乙腈(250ml)在回流溫度下加熱52小時，然後將反應混合物冷卻至室溫並真空濃縮而給出固體，將固體在甲苯中重結晶而給出呈黃色固體的標題產物(10.1g，73%)。通過NMR光譜分析進行鑑定。
儘管採用了大大過量的2-氯丙烯腈和長的反應時間，但不加入鹼的方法僅獲得73%產率的標題產物。
實例32-(對-氯苯基)-5-(三氟甲基)吡咯-3-羧酸甲酯的製備
將三乙胺(5.58g，0.055mol)逐滴加入至4-(對氯苯基)-2-(三氟甲基)-5(2H)-噁唑酮(15.6g，0.054mol)，α-氯丙烯酸甲酯(6.52g，0.054mol)和乙腈(50ml)的混合物中，在滴加過程中，反應混合物加熱至55℃，滴加完成後，在回流溫度下加熱反應混合物1小時，冷卻至室溫並過濾，將濾液傾倒至乙醚/水混合物中並用乙醚萃取，通過無水硫酸鎂乾燥合併的有機萃取物並真空濃縮而給出黑色殘餘物，在己烷中重結晶殘餘物而給出呈橙色固體的標題化合物(8.25g，50.2%)。通過NMR光譜分析進行鑑定。
實例4用非極性溶劑代替極性溶劑的製備該實例顯示了採用極性溶劑的必要性，出人意料的是當在非極性溶劑，如甲苯存在下進行實驗時，鹼催化的反應不產生所需要的吡咯。
將α-氯丙烯腈(3.85g，0.044mol)加入至0℃的4-苯基-2-(三氟甲基)-5(2H)-噁唑酮(10.0g，0.044mol)和甲苯(50ml)的混合物中，將三乙胺(4.49g，0.044mol)逐滴加入反應混合物中並將溫度上升至25℃，當滴加完成後，往反應混合物中加入水，並分離各層。通過無水硫酸鎂乾燥有機層並真空濃縮而給出呈琥珀色液體的α-氯-5-氧-4-苯基-2-(三氟甲基)-3-噁唑啉-2-丙腈(8.37g，60%)。通過NMR光譜分析進行鑑定。
實例5該實例展示了往在實例4中所形成的產物中加入鹼和極性溶劑(例如乙腈)，形成了所需要的吡咯。
將三乙胺(0.077g，0.76mmol)逐滴加入到α-氯-5-氧-4-苯基-2-(三氟甲基)-3-噁唑啉-2-丙腈(0.24g，0.76mmol)和乙腈(25ml)的回流混合物中。將反應混合物回流2小時，冷卻至室溫並傾倒入水中，過濾收集固體並乾燥而給出呈白色固體的標題化合物(0.16g，88%)。通過NMR光譜分析進行鑑定。
實例6溶劑和鹼對於2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯形成的影響表Ⅰ顯示了溶劑和鹼的改變對於從4-苯基-2-(三氟甲基)-5(2H)-噁唑酮和2-氯丙烯腈合成2-苯基-5-(三氟甲基)吡咯-3-腈的影響，所示百分數代表在回流1/2小時後對反應混合物進行HPLC分析而確定的面積百分數。
表Ⅰ溶劑和鹼的影響產率%溶劑鹼(芳基吡咯)甲苯 三乙胺 11甲苯 吡啶 8四氫呋喃 三乙胺39乙醇 三乙胺80乙腈 三乙胺96乙腈 - 4＊二甲基甲醯胺 吡啶 100二甲基甲醯胺 碳酸鈉 74二甲基甲醯胺 三乙胺 100＊1小時回流實例7在2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯形成中鹼的影響鹼對於2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯合成的影響示於表Ⅱ中，乙腈是在所有的反應中的溶劑。
表Ⅱ
W L Y X 三乙胺的當量 時間 產率%H 4-Cl CN Cl 0 78a79H 4-Cl CN Cl 1 1/2a96CF3H CO2C2H5Br 0 24a2CF3H CO2C2H6Br 1 2b20
H 4-Cl CO2CH3Cl 0 41/2a27H 4-Cl CO2CH3Cl 1 1a50a.反應混合物的回流的時間(小時)b.反應混合物在室溫下攪拌的時間(小時)實例8在2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯形成中溶劑的影響在由4-(對氯苯基)-2-(三氟甲基)-5(2H)-噁唑酮和2-氯丙烯腈形成2-(對氯苯基-5-(三氟甲基)吡咯-3-腈中溶劑的影響示於表Ⅲ中。
表Ⅲ在2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯形成中溶劑的影響溶劑 2-氯丙烯腈的當量時間a產率%硝基甲烷 10 21 14甲苯 10 17 17三氟乙酸酐 10 17 17乙腈 10 17 46a.反應混合物回流的時間(小時)這些實驗的結果表明，在不加入鹼的情況下，即使採用極性溶劑和長的時間，產率通常是不佳的。
實例94，4，4-三氟丁烯腈(E)-和(Z)-的製備將通過往被加熱至150-180℃的聚磷酸(300ml)中加入1-乙氧基-2，2，2-三氟乙醇(77.6g，0.48mol)而製得的三氟乙醛(47.4g，0.48mol)用氮氣吹入到含(三苯基膦醯亞苯胺基)乙腈(97.3g，0.32mol)的乙醚(400ml)的料漿中，歷時2小時。將反應混合物在氮氣下攪拌過夜，過濾掉固體氧化三苯基膦後，蒸去乙醚而得到橙色溶液，球管對球管蒸餾溶液，得到呈澄清無色油的2個餾分的標題化合物(14.3g，37%)。餾分1(沸點20-40℃，14mm)含有(E)∶(Z)為6∶1的混合物。餾分2(沸點40-50℃，14mm)含有(Z)∶(E)為2∶1的混合物，通過NMR分析鑑定餾分。
實例102，3-二溴-4，4，4-三氟丁腈的製備
(E)和(Z)在5分鐘內將溴(4.75g，0.029mol)加入到4，4，4-三氟丁烯腈(3.46g，0.029mol)和四氯化碳(70ml)的溶液中，將所得到的暗紅色溶液回流5小時，然後加入水(70ml)以使反應終止，分離出有機層，相繼用水，5%硫代硫酸鈉和水洗滌，通過無水硫酸鎂乾燥，過濾並真空濃縮而得到呈黃色油狀的標題產物(6.1g，76%)，通過NMR光譜分析進行鑑定。
按照實例10的過程，但用經適當取代的1，1，1-三氟-2-丙烯代替4，4，4-三氟丁烯腈，獲得如下化合物
實例112-溴-4，4，4-三氟丁烯腈(E)-和(Z)-的製備
(E)和(Z)將三乙胺(3.7g，0.037mol)逐滴加入至2，3-二溴-4，4，4-三氟丁腈(5.32g，0.023mol)和四氫呋喃(100ml)的溶液中。在滴加過程中形成大量白色沉澱連續攪拌1小時，然後過濾出固體並用四氫呋喃洗滌，餾出四氫呋喃而得到暗褐色油，球管對球管蒸餾(15mm，24℃)該油而獲得呈澄清無色液體的標題產物(3.1g，82%)，NMR光譜分析鑑定為E∶Z為6∶1的混合物。
按實例11中所描述的過程，但用經適當取代的1，2-二溴-3，3，3-三氟丙烷代替2，3-二溴-4，4，4-三氟丁腈而獲得如下所示的化合物。
實例122-(對氯苯基)-4，5-雙(三氟甲基)吡咯-3-腈的製備
將4-(對氯苯基)-2-(三氟甲基)-2-噁唑啉-5-酮(2.0g，7.59mmol)和2-溴-4，4，4-三氟丁烯腈(0.81g，4.05mmol)溶解於乙腈(10ml)中。往所得到的黃色溶液中逐滴加入三乙胺(0.45g，4.46mmol)，同時，水浴冷卻反應燒瓶。在25℃下攪拌過夜後，將反應混合物傾倒入水中，用乙酸乙酯萃取含水相，並相繼用水，5%硫代硫酸鈉溶液和鹽水洗滌合併的有機萃取物，通過無水硫酸鎂乾燥並真空濃縮而給出黃色固體，將該固體進行矽膠色譜層析並用己烷/乙酸乙酯(3∶1)洗脫而獲得呈黃色晶體的標題化合物(1.26g，熔點208℃)。
按實例12的過程，但用3-溴-5，5，5-三氟-3-戊-2-酮代替2-溴-4，4，4-三氟丁烯腈而獲得呈黃色結晶狀的2-(對氯苯基)-4，5-雙(三氟甲基)吡咯-3-基甲基酮。
實例132-(對氯苯基)-4，5-雙(三氟甲基)吡咯-3-羧酸乙酯的製備
將三乙胺(1.1g，0.011mol)逐滴加入到4-(對氯苯基)-2-(三氟甲基)-2-噁唑啉-5-酮(2.64g，0.01mol)和乙腈(25ml)的溶液中，在室溫下攪拌10分鐘後，往反應混合物中逐滴加入2-溴-4，4，4-三氟巴豆酸乙酯(2.47g，0.01mol)和乙腈(1ml)的溶液，反應混合物在室溫下攪拌2小時，然後，將其傾倒入水中並用乙酸乙酯萃取，相繼用水和鹽水洗滌合併的有機萃取物，通過無水硫酸鎂乾燥並真空濃縮而給出橙色油，將其靜置固化，用己烷研細而給出呈黃色固體的標題產物(2.36g，61.3%，熔點138-140℃)。
實例142-(3，4-二氯苯基)-4，5-雙(三氟甲基)吡咯-3-腈的製備
將三乙胺(0.59g，5.83mmol)逐滴加入到2，3-二溴-4，4，4-三氟丁腈(1.63g，10.2mmol)和四氫呋喃(20ml)的溶液中，連續攪拌15分鐘，然後往反應混合物中逐滴加入4-(3，4-二氯苯基)-2-(三氟甲基)-2-噁唑啉-5-酮(2.6g，8.72mmol)，三乙胺(0.88g，8.7mmol)和乙腈(5ml)的溶液，將反應混合物在室溫下攪拌過夜，傾倒入水中並用乙酸乙酯萃取，相繼用水和鹽水洗滌混合的有機萃取物，通過無水硫酸鎂乾燥並真空濃縮而給出褐色油，採用矽膠對該油進行色譜層析，並用己烷/乙酸乙酯(3∶1)洗脫而得到呈淡黃色固體的標題產物(1.49g，67%，熔點205-208℃)。
權利要求
1.一種製備具有結構式
其中W是C1-C4烷基，CF3或H；Y是CN，NO2或CO2R；R是C1-C4烷基；L是H，F，Cl或Br；M是H，F，Cl，Br，I，CF3，NO2或OR1；和R1是C1-C3烷基或C2F4H的第一種化合物的方法，其特徵在於它包括將具有結構式
其中L和M如上述的第二種化合物與至少1個等摩爾數的具有結構
其中W和Y如上所述，X是Cl，Br，I，或
的第三種化合物和它的順和反異構體在至少約1個等摩爾數的鹼和極性溶劑存在下反應以形成所說的第一種化合物。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於鹼是鹼金屬碳酸鹽，C1-C4三烷基胺或吡啶，極性溶劑是乙腈，二甲基甲醯胺，二甲基亞碸，乙醇，甲醇或異丙醇。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於所述鹼是三乙胺。
4.如權利要求2所述的方法，其特徵在於所述極性溶劑是乙腈。
5.如權利要求2所述的方法，其特徵在於反應混合物的溫度是約20℃-180℃。
6.一種化合物和它們的順和反異構體，其特徵在於它們具有結構
其中X是Cl，Br或I;Z是CN，CO2R或C(O)R1;R和R1是氫或C1-C4烷基;
7.如權利要求6所述的化合物，其特徵在於其中X是Cl或Br;Z是CN或C(O)R1;R1是C1-C4烷基。
8.如權利要求7所述的化合物，其特徵在於它是3-溴-5，5，5-三氟-3-戊-2-酮或2-溴-4，4，4-三氟丁烯腈。
9.一種製備具有結構
其中X是Cl，Br或I;Z是CN，CO2R或C(O)R1;R和R1是C1-C4烷基;的第一種化合物和它的順和反異構體的方法，其特徵在於它包括將具有結構
其中Z如上所述的第二種化合物和它的順和反異構體與至少約2個等摩爾數的滷化劑在溶劑存在下反應而得到具有結構F3CCHXCHXZ其中X和Z如上所述的中間體化合物，在溶劑存在下將所說的中間體與至少約1個等摩爾數的鹼反應而形成所說的第一種化合物。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於所述鹼是三乙胺，吡啶或碳酸鈉;滷化劑是溴或氯;反應溶劑是四氫呋喃，四氯化碳或乙醚。
全文摘要
本發明提供了製備可用作為殺蟲，殺蟎和殺線蟲劑的2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯化合物的方法。可用於製備上述芳基吡咯化合物的1，1，1-三氟-2-丙烯化合物和它們的製備方法也進行了描述。
文檔編號C07C69/65GK1058587SQ9110418
公開日1992年2月12日 申請日期1991年6月18日 優先權日1990年7月31日
發明者羅傑·威廉士·阿道, 約瑟夫·奧古斯特·芬奇, 戴維·羅傑·庫恩, 肯尼思·阿爾弗雷德·馬丁·克萊姆 申請人:美國氰胺公司