專利名稱：生產3－三氟甲基苯基－4－氰基芐基酮的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種生產3-三氟甲基苯基-4-氰基芐基酮的方法。
α-苯基乙酰苯如3-三氟甲基苯基-4-氰基芐基酮(又稱作α-(4-氰基苯基)-3-三氟甲基乙酰苯)是制備農作物保護劑的重要原料(參見，例如WO00/18714)。
JP 4168826公開了一種通過在至少等摩爾量堿存在下將任選取代的苯甲酸酯與取代的甲苯縮合制備α-苯基乙酰苯的方法。通過1當量3-三氟甲基苯甲酸甲酯與1當量4-甲苯基氰(4-tolunitrile)在N，N-二甲基甲酰胺中反應制備3-三氟甲基苯基4-氰基芐基酮的方法已明確描述。氫化鈉作為堿。從安全觀點出發(fā)所述方法是存在問題的，因為與氫化鈉在N，N-二甲基甲酰胺中的反應可導致強烈的熱分解反應，參見Chemistry & Engineering，1982，5，7月12日和1982，43，9月13日。而且，氫化鈉在潮濕空氣下是自燃的，并且與水分強烈反應生成氫和氫氧化鈉溶液。因此，使用的反應物和溶劑可以僅含有極低的水含量。但是，正如由制備3-氯苯基4-氰基芐基酮的實施例3和3-2所看到的，使用其它堿如叔丁醇鈉導致的收率比氫化鈉差。
內部實驗已經說明，在JP4168826規(guī)定的其它堿中，在N，N-二甲基甲酰胺中使用碳酸鉀不能產生反應，在二甲基亞砜中使用氫氧化鈉完全導致酯水解為作為副產物的相應酸。
為了克服這些問題，WO 00/18714建議通過乙酰苯與活化的鹵代苯反應轉化這種α-苯基乙酰苯。該方法的缺點是收率中等。
本發(fā)明的目的在于提供技術上安全、簡單且經濟的制備3-三氟甲基苯基4-氰基芐基酮的方法，該方法能夠達到較高的產物收率值。
我們發(fā)現(xiàn)，在技術上安全且溫和的反應條件下能夠令人驚奇地達到該目的，并且3-三氟甲基苯基4-氰基芐基酮能夠以非常良好的收率獲得，其中3-三氟甲基苯甲酸C1-C2烷基酯與4-甲苯基氰在至少等摩爾量的C1-C4伯醇的C1-C4-醇鉀鹽存在下于質子惰性極性溶劑或質子惰性極性溶劑混合物中反應。
因此，本發(fā)明提供一種制備3-三氟甲基苯基4-氰基芐基酮的方法，該方法通過在至少等摩爾量堿存在下使3-三氟甲基苯甲酸C1-C2烷基酯與4-甲苯基氰于質子惰性極性溶劑或質子惰性極性溶劑混合物中反應，其中所述堿選自的C1-C4伯鏈烷醇的醇鉀鹽。
C1-C4伯醇的醇鉀鹽包括甲醇鉀、乙醇鉀、正丙醇鉀和正丁醇鉀。優(yōu)選使用甲醇鉀。
一般而言，堿至少以基于4-甲苯基氰的等摩爾量使用?；?-甲苯基氰，堿的使用量優(yōu)選為1.1-5當量，尤其1.5-4當量，最優(yōu)選2.01-3當量。
一種優(yōu)選的3-三氟甲基苯甲酸C1-C2烷基酯是3-三氟甲基苯甲酸甲酯，其可以商業(yè)獲得。4-甲苯基氰同樣可商業(yè)獲得。
根據(jù)本發(fā)明，反應介質是質子惰性的極性溶劑體系，其中還包含不同質子惰性極性溶劑混合物和質子惰性極性溶劑與質子惰性非極性溶劑的混合物。非極性溶劑的比例一般不超過50體積％，尤其是20體積％。因此，在根據(jù)本發(fā)明使用的溶劑中質子惰性極性溶劑的比例一般至少50體積％且優(yōu)選至少80體積％。質子惰性極性溶劑的實例包括脂族C1-C4羧酸的N，N-二甲基酰胺，例如N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺；N-甲基內酰胺，例如N-甲基吡咯烷酮；二烷氧基烷烴，例如1，2-二甲氧基乙烷；二甘醇二烷基醚，例如二甘醇二甲醚或二甘醇二乙醚；亞砜，例如二甲基亞砜；環(huán)丁砜或四烷基脲，例如四甲基脲。在一種優(yōu)選實施方式中，至少一種質子惰性極性溶劑用作唯一的反應介質(基于全部溶劑混合物＞99體積％)且優(yōu)選選自1，2-二甲氧基乙烷、N，N-二甲基甲酰胺和二甲基亞砜，其中特別優(yōu)選N，N-二甲基甲酰胺。優(yōu)選的質子惰性非極性溶劑的實例包括芳族烴，例如苯、甲苯或二甲苯；環(huán)狀烴，例如環(huán)己烷或脂族烴，例如正戊烷、正己烷、異己烷(商業(yè)化的己烷異構體混合物)、癸烷和石油醚；但優(yōu)選使用芳族烴，特別是甲苯和二甲苯。在本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式中，使用一種溶劑體系，該體系中除質子惰性極性溶劑外，尤其除N，N-二甲基甲酰胺外，包含1-50體積％、優(yōu)選1-20體積％且尤其2-15體積％的至少一種質子惰性非極性溶劑，特別是至少一種芳族烴且尤其甲苯和/或二甲苯。因此，質子惰性極性溶劑在該混合物中比例為50-99體積％，優(yōu)選80-99體積％，特別優(yōu)選85-98體積％。將非極性溶劑作為添加劑加入所述的質子惰性極性溶劑中使得該反應的技術處理更便利，并且特別降低了反應混合物的粘度，另外抑制了不期望的罐壁和其它設備部件如攪拌器和熱交換器表面的積垢。
通常，起始化合物4-甲苯基氰和3-三氟甲基苯甲酸C1-C2烷基酯以等摩爾比例反應，雖然起始材料的比例對反應的成功不是很重要。但是，較大過量的4-甲苯基氰應避免，因為它能夠導致形成不期望的副產物。一般而言，4-甲苯基氰與3-三氟甲基苯甲酸C1-C2烷基酯的摩爾比一般不超過2∶1，尤其1.5∶1。但是，也可以相反地過量使用酯，盡管出于成本的原因一般避免這樣。因此，4-甲苯基氰與3-三氟甲基苯甲酸酯的摩爾比優(yōu)選低于1∶2且尤其1∶1.5。
在一種優(yōu)選實施方式中，起始化合物4-甲苯基氰與3-三氟甲基苯甲酸C1-C2烷基酯的摩爾比將為約1∶1，例如從1.1∶1到1∶1.1。
本發(fā)明方法一般在低于100℃下進行，優(yōu)選不高于60℃，尤其在0-40℃的范圍內。
反應壓力不是很重要。通常，4-甲苯基氰與3-三氟甲基苯甲酸C1-C2烷基酯按下述方式反應首先裝入溶劑和堿，然后單獨或作為混合物加入反應物并任選加熱。當連續(xù)加入反應物時，優(yōu)選先加腈，然后加酯。憑借其特性，反應時間取決于反應溫度、反應介質和使用的堿，并且一般在0.5-10小時范圍內，尤其在0.5-5小時范圍內。
所述反應可以間歇或半間歇方式進行。
處理所述的反應混合物并通過傳統(tǒng)技術分離主要產物，例如通過用水溶性的酸如鹽酸、硫酸或乙酸水解該反應形成的鉀的烯醇化物，隨后進行萃取處理。任何作為副產物形成的3-三氟甲基苯甲酸可以通過堿性萃取從有機相分離。包含主要產物的有機相可不經其它處理直接用于下一步反應。任選地，也可以分離溶劑以獲得結晶形式的目標化合物。
與JP 4068826描述的方法相比，本發(fā)明方法具有許多優(yōu)點。第一，可以避免在N，N-二甲基甲酰胺中使用氫化鈉的危險。第二，包含主要產物的有機相可以在除去所形成的副產物后立即用于后續(xù)反應，因為該反應混合物不包含來自氫化鈉的干擾性礦物油。而且，由于即使在較低反應溫度下也能達到較高的主要產物收率，該新方法更經濟。但是，當使用叔丁醇鈉或叔丁醇鉀作為堿時，需要較高的反應溫度，而且，重要產物以較差的收率獲得。
本發(fā)明方法將通過下述實施例闡述。
制備3-三氟甲基苯基4-氰基芐基酮。
實施例1在一個反應容器內，首先在25℃下裝入10當量N，N-二甲基甲酰胺，并在該溫度下于攪拌下加入2.5當量甲醇鉀。在該溫度下，先加入1當量3-三氟甲基苯甲酸甲酯，然后加入1當量4-苯甲基氰。在表1規(guī)定的條件下進行反應。
當該反應混合物被加熱到高于25℃時，先允許該反應混合物冷卻到低于40℃。然后，在15分鐘內使該反應混合物與3當量鹽酸(10重量％)混合，然后與25當量甲苯混合。在萃取和相分離后，用5重量％的氫氧化鈉水溶液進一步萃取該有機萃取物。所述標題化合物的收率列于表1。
對比例1重復實施例1，但用甲醇鈉替代甲醇鉀。反應溫度為25℃，反應時間為25小時。所述標題化合物以75％的收率獲得。
對比例2重復實施例1，但用叔丁醇鈉替代甲醇鉀。在80℃下反應2小時后，所述標題化合物以71％的收率獲得。
對比例3重復實施例1，但用2.1當量固體叔丁醇鈉替代2.5當量的甲醇鉀。在50℃和大氣壓力下反應6.5小時后，所述標題化合物以69.6％的收率獲得。
權利要求
1.一種制備3-三氟甲基苯基4-氰基芐基酮的方法，包括在至少等摩爾量堿存在下使3-三氟甲基苯甲酸C1-C2烷基酯與4-甲苯基氰于質子惰性極性溶劑或質子惰性極性溶劑混合物中反應，其中所述堿選自C1-C4伯鏈烷醇的醇鉀鹽。
2.如權利要求1所述的方法，其中基于4-甲苯基氰，使用2.01-3當量的堿。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中質子惰性極性溶劑選自脂族C1-C4羧酸的二甲基酰胺，N-甲基內酰胺，四甲基脲，二烷氧基烷烴，二甘醇二烷基醚和二甲基亞砜。
4.如權利要求3所述的方法，其中溶劑是二甲基甲酰胺。
5.如前述權利要求中任意一項所述的方法，其中質子惰性極性溶劑混合物包含1-50體積％的芳族烴。
6.如權利要求5所述的方法，其中質子惰性極性溶劑混合物包含二甲基甲酰胺作為質子惰性溶劑和甲苯和/或二甲苯作為芳族烴。
7.如前述權利要求中任意一項所述的方法，其中反應在0-40℃的溫度范圍內進行。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種制備3－三氟甲基苯基4－氰基芐基酮的方法，該方法通過在至少等摩爾量堿存在下使3－三氟甲基苯甲酸C
文檔編號C07C255/56GK1649832SQ03809381
公開日2005年8月3日 申請日期2003年4月25日 優(yōu)先權日2002年4月26日
發(fā)明者S·恩格爾, M·凱爾, C·奧特, M·雷克 申請人:巴斯福股份公司