專利名稱：殺蟲、殺螨和殺線蟲的2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯物的制備方法
本申請是中國專利申請?zhí)?1104186.9的分案申請。本發(fā)明的目的是提供一種制備殺蟲、殺線蟲和殺螨的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(zhì)，縮短反應時間并增加產(chǎn)品得率。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種制備本發(fā)明的1，1，1-三氟-2-丙烯化合物的有效方法。
本發(fā)明涉及制備式I的殺蟲、殺線蟲和殺螨的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(xiàn)，Cl或Br；M是H，F(xiàn)，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堿存在下，將式II的氮雜內(nèi)酯化合物 其中L和M如上所述，和式III的α-鹵代-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(gòu)體的混合物之間的一步反應。
本發(fā)明提供了高產(chǎn)率地制備殺蟲、殺線蟲和殺螨的式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(xiàn)，Cl或Br；M是H，F(xiàn)，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堿存在下，在式II的氮雜內(nèi)酯化合物 其中L和M如上所述，和式III的α-鹵代-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(gòu)體的混合物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(nèi)酯與至少約1個摩爾當量，較佳為1-5個摩爾當量的如上所述的式III的α-鹵代-α，β-不飽和腈，酯或硝基化合物和至少約1個等摩爾數(shù)，較佳為約1-5個摩爾當量的堿，在極性溶劑存在下，較佳是在約20℃-180℃的溫度范圍內(nèi)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，采用盡可能少過量的反應劑是尤其佳的，特別有利的是在本發(fā)明中可采用化學計量的量，而仍保持好的產(chǎn)率。
式I的化合物產(chǎn)物可通過常規(guī)的技術(shù)，例如用水稀釋反應混合物，并過濾式I的產(chǎn)物或用合適的溶劑萃取所說的產(chǎn)物而加以分離，在分離過程中，可采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。
適合用于本發(fā)明的方法中的堿包括例如堿金屬碳酸鹽，C1-C4三烷基胺，堿金屬氫氧化物和吡啶等堿，較佳的堿是吡啶，三乙胺和碳酸鈉。
適合用于上述方法中的反應溶劑包括任一種極性溶劑，例如乙腈，二甲基亞砜，二甲基甲酰胺，乙醇，甲醇和異丙醇溶劑。乙腈和二甲基甲酰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(jié)構(gòu)式IIIa的本發(fā)明的1，1，1-三氟-2-丙烯化合物 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；以及它們順和反異構(gòu)體。
本發(fā)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(三苯基膦酰亞苯胺基)乙腈反應而給出4，4，4-三氟丁烯腈而制得。將所說的4，4，4-三氟丁烯腈和具有結(jié)構(gòu)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(gòu)體與至少約2個等摩爾數(shù)，較佳為約2-5個等摩爾數(shù)的鹵化劑在溶劑存在下反應而形成式V的2，3-二鹵代-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，可采用的鹵化劑包括溴，氯，碘等，適合用于上述反應中的反應溶劑包括四氫呋喃，氯化碳等，然后，將所得到的2，3-二鹵代-1，1，1-三氟丙烷與至少約1個等摩爾數(shù)，較佳為約1-3個等摩爾數(shù)的堿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，適合用于反應中的堿包括三乙胺，吡啶和碳酸鈉等溶劑，如乙醚和四氫呋喃可較好地被采用。該反應簡圖說明如下 除了R是氫的情況，式IIIa的化合物的制備在前述反應簡圖中已經(jīng)作了說明。為了制備其中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(chǎn)生具有相同結(jié)構(gòu)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(fā)明，如下實例被提供以更特別詳細地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于此，除了權(quán)利要求書中所限定的。
實例1在堿存在下制備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。滴加完成后，將反應混合物在回流溫度下加熱1小時，冷卻至室溫并傾倒入水(150ml)中，過濾收集固體，風干并在真空和60℃下干燥，給出呈白色固體的標題化合物(10.05g，97％)。通過NMR光譜分析進行鑒定。
采用化學計 量的反應劑并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(chǎn)物。
實例2不加堿制備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，然后將反應混合物冷卻至室溫并真空濃縮而給出固體，將固體在甲苯中重結(jié)晶而給出呈黃色固體的標題產(chǎn)物(10.1g，73％)。通過NMR光譜分析進行鑒定。
盡管采用了大大過量的2-氯丙烯腈和長的反應時間，但不加入堿的方法僅獲得73％產(chǎn)率的標題產(chǎn)物。
實例32-(對一氯苯基)-5-(三氟甲基)吡咯-3-羧酸甲酯的制備 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℃，滴加完成后，在回流溫度下加熱反應混合物1小時，冷卻至室溫并過濾，將濾液傾倒至乙醚/水混合物中并用乙醚萃取，通過無水硫酸鎂干燥合并的有機萃取物并真空濃縮而給出黑色殘余物，在己烷中重結(jié)晶殘余物而給出呈橙色固體的標題化合物(8.25g，50.2％)。通過NMR光譜分析進行鑒定。
實例4用非極性溶劑代替極性溶劑的制備該實例顯示了采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，堿催化的反應不產(chǎn)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并將溫度上升至25℃，當?shù)渭油瓿珊?，往反應混合物中加入水，并分離各層。通過無水硫酸鎂干燥有機層并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光譜分析進行鑒定。
實例5該實例展示了往在實例4中所形成的產(chǎn)物中加入堿和極性溶劑(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，冷卻至室溫并傾倒入水中，過濾收集固體并干燥而給出呈白色固體的標題化合物(0.10g，88％)。通過NMR光譜分析進行鑒定。
實例6溶劑和堿對于2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯形成的影響表I顯示了溶劑和堿的改變對于從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(shù)代表在回流1/2小時后對反應混合物進行HPLC分析而確定的面積百分數(shù)。
表I溶劑和堿的影響產(chǎn)率％溶劑堿(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*二甲基甲酰胺吡啶 100二甲基甲酰胺碳酸鈉74二甲基甲酰胺三乙胺100*1小時回流實例7在2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯形成中堿的影響堿對于2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯合成的影響示于表II中，乙腈是在所有的反應中的溶劑。
表 II WL Y X三乙胺的當量時間 產(chǎn)率％H4-ClCN Cl0 78a79H4-ClCN Cl1 1/2a96CF3H CO2C2H6Br0 24a2CF3H CO2C2H5Br1 2b20
H4-Cl CO2CH3Cl41/2a27H4-Cl CO2CH3Cl1a50a.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-腈中溶劑的影響示于表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(chǎn)率％硝基甲烷102114甲苯101717三氟乙酸酐 101717乙腈101746a.反應混合物回流的時間(小時)這些實驗的結(jié)果表明，在不加入堿的情況下，即使采用極性溶劑和長的時間，產(chǎn)率通常是不佳的。
實例94，4，4-三氟丁烯腈(E)-和(Z)-的制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)而制得的三氟乙醛(47.4g，0.48mol)用氮氣吹入到含(三苯基膦酰亞苯胺基)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后，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分析鑒定餾分。
實例102，3-二溴-4，4，4-三氟丁腈的制備 (E)和(Z)在5分鐘內(nèi)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，然后加入水(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，通過無水硫酸鎂干燥，過濾并真空濃縮而得到呈黃色油狀的標題產(chǎn)物(6.1g，76％)，通過NMR光譜分析進行鑒定。
按照實例10的過程，但用經(jīng)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 Z 狀態(tài) 無色油 黃色油 黃色油實例112-溴-4，4，4-三氟丁烯腈(E)-和(Z)-的制備 (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淀連續(xù)攪拌1小時，然后過濾出固體并用四氫呋喃洗滌，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(chǎn)物(3.1g，82％)，NMR光譜分析鑒定為E∶Z為6∶1的混合物。
按實例11中所描述的過程，但用經(jīng)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。 (E)和(Z)Z 狀態(tài) 澄清黃色油 紅色油實例122-(對氯苯基)-4，5-雙(三氟甲基)吡咯-3-腈的制備 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)溶解于乙腈(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℃下攪拌過夜后，將反應混合物傾倒入水中，用乙酸乙酯萃取含水相，并相繼用水，5％硫代硫酸鈉溶液和鹽水洗滌合并的有機萃取物，通過無水硫酸鎂干燥并真空濃縮而給出黃色固體，將該固體進行硅膠色譜層析并用己烷/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(jié)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-羧酸乙酯的制備 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分鐘后，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，然后，將其傾倒入水中并用乙酸乙酯萃取，相繼用水和鹽水洗滌合并的有機萃取物，通過無水硫酸鎂干燥并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(chǎn)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-腈的制備 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(xù)攪拌15分鐘，然后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，傾倒入水中并用乙酸乙酯萃取，相繼用水和鹽水洗滌混合的有機萃取物，通過無水硫酸鎂干燥開真空濃縮而給出褐色油，采用硅膠對該油進行色譜層析，并用己烷/乙酸乙酯(3∶1)洗脫而得到呈淡黃色固體的標題產(chǎn)物(1.49g，67％，熔點205-208℃)。
權(quán)利要求
1.一種制備具有結(jié)構(gòu)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(xiàn)，Cl或Br；M是H，F(xiàn)，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，其特征在于它包括將具有結(jié)構(gòu)式 其中L和M如上所述的第二種化合物與至少1個摩爾當量的具有結(jié)構(gòu) 其中W和Y如上所述，X是Cl，Br，I，或 的第三種化合物或它的順、反異構(gòu)體在至少1個摩爾當量的堿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(quán)利要求1所述的方法，其特征在于堿是堿金屬碳酸鹽，C1-C4三烷基胺或吡啶，極性溶劑是乙腈，二甲基甲酰胺，二甲基亞砜，乙醇，甲醇或異丙醇。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述堿是三乙胺。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述極性溶劑是乙腈。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于反應混合物的溫度是20℃-180℃。
全文摘要
本發(fā)明提供了制備可用作為殺蟲，殺螨和殺線蟲劑的2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯化合物的方法?？捎糜谥苽渖鲜龇蓟量┗衔锏?，1，1-三氟-2-丙烯化合物和它們的制備方法也進行了描述。
文檔編號C07C45/65GK1119184SQ9411851
公開日1996年3月27日 申請日期1994年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月31日
發(fā)明者羅杰·威廉姆斯·阿道, 約瑟夫·奧古斯特·芬奇, 戴維·羅杰·庫恩, 肯尼恩·阿爾弗雷德·馬丁·克萊姆 申請人:美國氰胺公司