2，4，5-三溴吡咯-3-腈的製備方法

2023-05-26 21:37:26

專利名稱：2，4，5-三溴吡咯-3-腈的製備方法
技術領域：
本發明涉及殺軟體動物劑2，4，5-三溴吡咯-3-腈的製備方法。
據美國專利第5，162，308和5，204，332揭示，吡咯腈和硝基吡咯化合物被用作殺蟲劑、殺蟎劑和殺軟體動物劑。這些專利也指出了2，4，5-三溴吡咯-3-腈，它的殺軟體動物用途以及它的經由吡咯-3-腈的溴化的製備方法。但是，吡咯-3-腈以及其衍生物是難以製備的。按文獻方法，如A.M.VanLeusen等在TetrahedronLetters，5337，(1972)中所報導的，其得率為10%或更低。
美國專利5，008，403揭示了從2-三滷乙醯吡咯-4-腈化合物製備2，4，5-三溴吡咯-3-腈的方法。但是，該製備方法不適於大規模製備2，4，5-三溴吡咯-3-腈。
本發明的一個目的是提供了一種新穎有效的製備2，4，5-三溴吡咯-3-腈的方法。
本發明涉及殺軟體動物2，4，5-三溴吡咯-3-腈的製備方法。
令人驚奇的是，現已發現2，4，5-三溴吡咯-3-腈被這樣地製得使下式Ⅰ的〔2-氰基-3-(二烷氨基)亞烯丙基〕二烷基銨鹽(vinamidiniumsalt) 其中R、R1、R2和R3各自代表C1-C4烷基，或者結合在一起時，R和R1、R2和R3可形成5-或6-元環，其中RR1及R2R3各自由-(CH2)4-或-(CH2)5-代表;以及X-是陰離子;
與式Ⅱ的甘氨酸酯H2NCH2CO2R4(Ⅱ)其中R4是C1-C4烷基;
以及第一鹼在第一溶劑的存在下反應以形成包括4-氰基吡咯-2-羧酸以及式Ⅲ的4-氰基吡咯-2-羧酸酯的混合物。
其中R4的定義同上，用第二鹼在第二溶劑的存在下使所述的混合物水解以形成4-氰基吡咯-2-羧酸鹽，使所述的4-氰基吡咯-2-羧酸鹽與第三鹼及溴化劑在第三溶劑的存在下反應以形成所需的2，4，5-三溴吡咯-3-腈化合物。
有利的是，本發明提供了避免使用和處理諸如氯磺醯異氰酸酯的有毒試劑來製備2，4，5-三溴吡咯-3-腈的方法。
令人驚奇的是，現已發現2，4，5-三溴吡咯-3-腈被這樣地製得使下式Ⅰ的〔2-氰基-3-(二烷基氨基)亞烯丙基〕二烷基銨鹽(vinamidinium salt)
其中R、R1、R2和R3各自代表C1-C4烷基，或者結合在一起時，R和R1、R2和R3可形成5-或6-元環，其中RR1及R2R3各自由-(CH2)4-式-(CH2)5-代表;以及X-是陰離子;
與式Ⅱ的甘氨酸酯其中R4是C1-C4烷基;
以及第一鹼在第一溶劑的存在下反應以形成包括4-氰基吡咯-2-羧酸以及式Ⅲ的4-氰基吡咯-2-羧酸酯的混合物。
其中R4的定義同上，用第二鹼在第二溶劑的存在下使所述的混合物水解以形成4-氰基吡咯-2-羧酸鹽，使所述的4-氰基吡咯-2-羧酸鹽與第三鹼及溴化劑在第三溶劑的存在下反應以形成所需的2，4，5-三溴吡咯-3-腈化合物。
本發明的一個較好的方法是使式Ⅰ的〔2-氰基-3-(二烷氨基)亞烯丙基〕二烷基銨鹽與約1-5摩爾當量的式Ⅱ甘氨酸酯及約2-6摩爾當量的第一鹼於第一溶劑的存在下在約50-140℃溫度下反應以形成包括4-氰基吡咯-2-羧酸及式Ⅲ的4-氰基吡咯-2-羧酸酯的混合物，用約1-8摩爾當量的第二鹼於第二溶劑存在下在約25-90℃溫度下使所述的混合物水解形成4-氰基吡咯-2-羧酸鹽，使所述的4-氰基吡咯-2-羧酸鹽與約4-8摩爾當量的第三鹼以及約3-9摩爾當量的溴化劑於第三溶劑存在下在約0-25℃溫度範圍下反應形成所需的2，4，5-三溴吡咯-3-腈化合物。反應流程如流程

圖1所示。
流程Ⅰ
通過用水稀釋反應混合物、酸化稀釋的反應混合物、過濾產物或用適當的溶劑萃取產物，可以分離出產物2，4，5-三溴吡咯-3-腈。適當的萃取溶劑包括基本與水不能混和的溶劑，如醚、乙酸乙酯、甲苯、二氯甲烷等。
適用於本發明方法中的第一鹼是諸如鹼金屬C1-C6烷氧化物以及鹼土金屬C1-C6烷氧化物的鹼類，優選的是甲醇鈉，用於本發明方法中的第二和第三鹼是諸如鹼金屬氫氧化物和鹼土金屬氫氧化物的鹼類，優選的是氫氧化鈉。
適用於本發明方法的溴化劑包括溴、溴化吡啶鎓過溴化物以及N-溴化琥珀醯亞胺，溴為最好。
諸如N，N-二甲基甲醯胺、C1-C4醇類、N，N-二甲基乙醯胺、二甲亞碸以及N-甲基吡咯烷酮可用於本發明的方法中。優選的第一溶劑包括N，N-二甲基甲醯胺以及C1-C4醇類，最好的是N，N-二甲基甲醯胺。適用於本發明方法中的第二和第三溶劑包括能與水混合的醚類，如四氫呋喃、二噁烷、2-甲氧基乙醚以及1，2-二甲氧基乙醚、水及其混合物。優選的第二和第三溶劑包括二噁烷、四氫呋喃、水，及其混合物。
適用於本發明方法中的較好的式Ⅰ的〔2-氰基-3-(二烷氨基)亞烯丙基〕二烷基銨鹽是那些其中R、R1、R2和R3各自代表C1-C4烷基;
X-選自由BF-4、ClO-4、HO2CCO-2和Cl-所組成的組。
最好的式Ⅰ的〔2-氰基-3-(二烷氨基)亞烯丙基〕二烷基銨鹽是那些其中R、R1、R2和R3是甲基，以及X-是HO2CCO-2。
可以根據C.Reichardt和W.Kermer，Synthesis，1970，538頁，以及J.Kucera和Z.Arnold，Collection Czechoslov.Chem.Commun.，32，1704-1711頁(1967)的方法製備式Ⅰ的鹽。式Ⅰ的氯化物鹽可通過常規已知的方法轉化成相應的高氯酸鹽、四氟硼酸鹽或草酸鹽。
為了便於進一步理解本發明，用下列實施例對本發明作更為具體、詳細的說明。本發明除了在權利要求書中作出限定外，不為這些實施例所限制。
實施例1草酸〔2-氰基-3-(二甲氨基)亞烯丙基〕二甲基銨鹽的製備 將草醯氯(13.1ml，0.15摩爾)在1，2-二氯乙烷中的溶液滴加至N，N-二甲基甲醯胺(11.6ml，0.15摩爾)在1，2-二氯乙烷中的溶液中，同時將反應溫度保持在0℃以下。將反應混合物攪拌45分鐘，用反-3-二甲氨基丙烯腈(16.4ml，0.15摩爾)在1，2-二氯乙烷中的溶液處理，在室溫下攪拌16小時，回流二小時，真空濃縮，得到半固體殘留物。用草酸二水合物(18.9克，0.15摩爾)在2-丙醇中的溶液處理殘留物在2-丙醇中的溶液，並溫熱至得到澄清的溶液。冷卻澄清的溶液至室溫並在室溫下保持數小時，在冰箱中冷卻二小時並過濾。濾餅依次用2-丙醇和乙醚洗滌，在50℃的真空乾燥器中乾燥，得到標題產物(28.6克，79%)。
實施例24-氰基吡咯-2-羧酸甲酯和4-氰基吡咯-2-羧酸的製備 將草酸〔2-氰基-3-(二甲氨基)亞烯丙基〕二甲銨鹽(3.6克，0.015摩爾)加至攪拌中的已在冰/丙酮浴中冷卻的甘氨酸甲酯氫氯化物(1.9克，0.015摩爾)和甲醇鈉(3.2克，0.06摩爾)在N，N-二甲基甲醯胺中的懸浮液中。將反應混合物加熱並保持在120℃下16小時，然後冷卻至室溫，真空濃縮，得到半固體殘留物。將殘留物在乙酸乙酯和冷的稀鹽酸間進行分配，分離各層，水層用乙酸乙酯洗滌，合併有機層及洗液，依次用水和鹽水洗滌，用無水硫酸鎂乾燥，真空濃縮得到褐色固體狀的標題產物混合物(0.85克)，該混合物含有約70%4-氰基吡咯-2-羧酸甲酯及約30%4-氰基吡咯-2-羧酸。
實施例32，4，5-三溴吡咯-3-腈的製備
將氫氧化鈉(50%的水溶液，0.4ml)加至實施例2所得的混合物在二噁烷中的溶液內。將反應混合物在80℃下加熱約12小時，冷卻至約10℃，再加入氫氧化鈉(50%水溶液，1.2ml)處理。然後在90分鐘內向反應混合物中分批加入溴(0.9ml、0.02摩爾)，同時將溫度保持在20℃以下。在加料完成後，除去冷卻浴，將反應混合物攪拌90分鐘，然後倒入水中。水混合物用鹽酸酸化並過濾，濾餅用水洗滌並乾燥，得到褐色固體狀的標題產物(0.72克)。
權利要求
1.一種製備2，4，5-三溴吡咯-3-腈的方法，它包括使有下式結構的[2-氰基-3-(二烷氨基)亞烯丙基]二烷基銨鹽(Vinamidiniumsalt)， 其中R、R1、R2和R3各代表C1-C4烷基，或者當R和R1及R2和R3連在一起時形成一個5-或6-元環，其中RR1和R2R3由-(CH2)4-或-(CH2)5-代表；以及X代表陰離子，與有H2NCH2CO2R4結構式的甘氨酸酯，其中R4是C1-C4烷基，以及第一鹼，在第一溶劑的存在下反應以形成包括4-氰基吡咯-2-羧酸及有下式結構的4-氰基吡咯-2-羧酸酯的混合物， 其中R4的定義同上，在第二溶劑存在下用第二鹼使所述的混合物水解以形成4-氰基吡咯-2-羧酸鹽，在第三溶劑存在下使所述的4-氰基吡咯-2-羧酸鹽與第三鹼及溴化劑反應以形成所述的2，4，5-三溴吡咯-3-腈。
2.根據權利要求1所述的方法，其中第一鹼選自由鹼金屬的C1-C6烷氧化物及鹼土金屬的C1-C6烷氧化物所組成的組，第二鹼選自由鹼金屬的氫氧化物和鹼土金屬的氫氧化物所組成的組，第三鹼選自由鹼金屬的氫氧化物和鹼土金屬的氫氧化物所組成的組。
3.根據權利要求2所述的方法，其中的第一鹼是甲醇鈉，第二鹼是氫氧化鈉，第三鹼是氫氧化鈉。
4.根據權利要求1所述的方法，其中第一溶劑選自由N，N-二甲基甲醯胺和C1-C4醇所組成的組，第二溶劑選自由水和能與水混合的醚或其混合物所組成的組，第三溶劑選自由水和能與水混合的醚或其混合物所組成的組。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，第一溶劑是N，N-二甲基甲醯胺，第二溶劑選自由水、二噁烷和四氫呋喃或其混合物所組成的組，第三溶劑選自由水、二噁烷和四氫呋喃或其混合物所組成的組。
6.根據權利要求1所述的方法，其中溴化劑選自由溴、溴化吡咯鎓過溴化物及N-溴代琥珀醯亞胺所組成的組。
7.根據權利要求1所述的方法，其中R、R1、R2和R3各代表C1-C4烷基;X-是BF-4、ClO-4、HO2CCO-2或Cl-。
8.根據權利要求7所述的方法，其中R、R1、R2和R3、R4各是甲基、X-是BF-4、ClO-4、HO2CCO-2或Cl-。
9.根據權利要求1所述的方法，其中甘氨酸酯的存在量為1-5摩爾當量，第一鹼的存在量是2-6摩爾當量，第二鹼的存在量為1-8摩爾當量，第三鹼的存在量是4-8摩爾當量，溴化劑的存在量是3-9摩爾當量。
10.根據權利要求1所述的方法，其中使〔2-氰基-3-(二烷氨基)亞烯丙基〕二烷基銨鹽與甘氨酸酯及第一鹼在50-140℃溫度下反應，在25-90℃溫度下用第二鹼使混合物水解，在0-25℃溫度下使4-氰基吡咯-2-羧酸鹽與第三鹼和溴化劑反應。
全文摘要
本發明提供了製備2，4，5-三溴吡咯-3-腈的方法。2，4，5-三溴吡咯-3-腈是有用的殺軟體動物劑。
文檔編號C07B39/00GK1106799SQ9411860
公開日1995年8月16日 申請日期1994年11月30日 優先權日1993年12月22日
發明者V·W·坎姆黑 申請人:美國氰胺公司