专利名称：2－卤代酰基－3－氨基－丙烯酸－衍生物的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸-衍生物的改进的制备方法以及由此得到的吡唑-4-甲酸-衍生物。
2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸-衍生物，例如2-三氟乙酰基-3-氨基-丙烯酸酯，在用于杀真菌剂、杀虫剂和除草剂的取代吡唑的制备中，是有用的中间产物。
EP-A1000926公开了一种2-三卤代乙酰基-3-氨基-丙烯酸酯的制备方法，其中用原甲酸衍生物取代三卤代乙酰基乙酸酯。然而，反应的产率仅达到61.8％，这在工业应用上是无法接受的。
Bartnik等(Tetrahedron Lett.(1996)，37(48)，8751-8754)描述了该类化合物的另一制备方法。室温下，β-氯代丙烯醛与仲胺在乙醚中反应，产率为44-84％。
然而，该方法的缺点在于，做为原料的氯代丙烯醛难以制备，因此对于工业应用来说过于昂贵。
因此需要提供由一种易于得到的原料开始制备2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸-衍生物的改进方法。
现在发现了一种用于制备2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸酯的方法，其特征在于a)在碱存在下，任选在溶剂存在下，N-取代的3-氨基-丙烯酸酯与卤代烷基羧酸酐反应。
任选，由此得到的2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸-酯可以b)与肼反应，转化成3-卤代烷基-4-吡唑甲酸酯，其c)任选通过酸性或碱性皂化，进一步反应生成3-卤代烷基-4-吡唑甲酸。
本发明中使用的3-氨基-丙烯酸酯例如并优选中通式(I)表示 其中R1为C1-C12-烷基、C6-C18-芳基或C7-C19-芳基烷基，并且R2和R3各自独立为C1-C12-烷基或C7-C19-芳基烷基。
优选R1为C1-C4-烷基，特别优选为甲基或者乙基，且R2和R3各自独立优选为C1-C4-烷基，特别优选甲基或者乙基。
特别优选通式(I)的3-氨基-丙烯酸酯为3-(N，N-二甲基氨基)-丙烯酸甲酯和3-(N，N-二乙基氨基)-丙烯酸乙酯，且其中更优选3-(N，N-二甲基氨基)-丙烯酸甲酯。
所用的3-氨基-丙烯酸酯可根据文献或者类似方法制备(EP-A608725)。
本发明中，烷基为直链、环状、支链或无支链烷基，任选其可以进一步被C1-C6烷氧基取代，例如甲氧基或乙氧基。同样适用芳基烷基的亚烷基部分。
例如C1-C4烷基为甲基、乙基、乙氧基乙基、正丙基、异丙基、正丁基和叔丁基，此外，C1-C8烷基为正戊基、环己基、正己基、正辛基或异辛基，此外，C1-C12烷基例如为正癸基和正月桂基。
本发明中，烷氧基为直链、环状、支链或无支链烷氧基，任选其可以进一步被C1-C6烷氧基取代，例如甲氧基或乙氧基。
例如，C1-C6烷氧基为甲氧基、乙氧基、2-乙氧基-乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基或环己氧基。
本发明中，例如和优选的芳基为有6-18个骨架碳原子的碳环芳香基(C6-C18-芳基)，例如苯基或萘基。
此外，碳环芳香基每个环上，可进一步被最多五个相同或不相同的取代基取代，例如取代基选自氯、氟、硝基、氰基、C1-C4烷基诸如甲基或乙基、C1-C4酰基诸如乙酰基、C1-C4烷氧基诸如甲氧基或乙氧基、C6-C12-芳基例如苯基、C7-C13-芳烷基例如苄基或C6-C12-芳氧基例如苯氧基。
C6-C10-芳基的例子包括苯基、邻-、间-、对-甲苯基、邻-、间-、对-茴香基，C6-C18-芳基的例子为萘基，此外例如蒽基。
同样还适用芳烷基的烷基部分。C7-C13-芳烷基，例如是苄基或异构的1-甲基苄基，此外C7-C13-芳烷基例如为芴基。
根据本发明方法的步骤a)中，使用卤代烷基羧酸酐。
本发明中，卤代烷基羧酸酐不仅为对称的酸酐或不同卤代烷基羧酸的混酸酐，还可以为卤代烷基羧酸与诸如磺酸的有机酸或诸如氢卤酸的无机酸的混酸酐。后者也经常被称为卤代烷基酰卤。
例如和优选使用的卤代烷基羧酸酐如通式(IIa)所示
其中，X为氯、溴或碘，优选氯，以及Hal各自独立为氯或氟，优选氟，以及R4为氯、氟或C1-C12-卤代烷基、C1-C12-烷基、C6-C18-芳基或C6-C19-芳烷基，优选氯、氟、三氟甲基、五氟乙基、九氟丁基和C1-C4-烷基，特别优选氟。
此外，例如和优选使用的卤代烷基羧酸酐如通式(IIb)所示 其中，Hal和基团R4各自独立具有通式(IIa)中所述的同样的定义和优选范围。通式(IIb)中基团R4优选是相同的。
本发明中，例如和优选的卤代烷基为支链或无支链、开链或环状烷基，其可以被选自氯和氟的卤原子一取代，多取代或完全取代。
例如和优选的C1-C12-卤代烷基为三氟甲基、三氯甲基、2，2，2-三氟乙基、五氟乙基和九氟丁基。
例如和优选的卤代烷基羧酸酐为三氟乙酸酐，三氟乙酰氯、三氯乙酸酐和三氯乙酰氯。
卤代烷基羧酸酐和使用的3-氨基-丙烯酸酯的摩尔比为0.3-1.5，优选0.8-1.1，更优选0.95-1.05。
适合作为碱的例如和优选为叔氮碱，碳酸盐、氢化物。
特别优选使用叔氮碱，如叔胺、取代或未取代的吡啶和取代或未取代的喹啉。
尤其特别优选使用的碱为吡啶、2-、3-、4-甲基吡啶、2，6-二甲基吡啶、喹啉，以及通式(IIIa)的碱NR5R6R7(IIIa)其中R5、R6和R7各自独立为C1-C16-烷基、C7-C19-芳烷基或C6-C18-芳基，或每两个基团也可一起形成5-8元N-杂环基团部分，或所有三个基团一起形成每个环上有5-9个环原子的N-杂二环或N-杂三环基团部分，其中任选可含有诸如氧的其它杂原子。
同样，可以优选使用通式(IIIb)的碱R8R9-N-A-NR10R11(IIIb)其中A为C2-C8-亚烷基，例如并优选1，2-亚乙基、1，3-亚丙基、2，3-亚丁基、1，2-亚环己基或C6-C18-亚芳基诸如1，2-亚苯基，以及R8、R9、R10和R11各自独立为C1-C18-烷基、C7-C19-芳烷基或C6-C18-芳基或每两个基团也可一起形成5-8元N-杂环部分，或在两个氮原子之间形成桥或所有四个基团一起形成每个环上有5-9个环原子的双-N-杂二环或双-N-杂三环基团部分，其任选还可以含有诸如氧的其它杂原子。
通式(IIIa)的碱的优选实例为三甲基胺、三乙基胺、三-正丙基胺、三-正丁基胺、三-正己基胺、三-环己基胺、N-甲基-环己基胺、N-乙基-环己基胺、N-甲基吡咯烷、N-乙基吡咯烷、N-甲基吡咯烷、N-乙基哌啶、N，N-二甲基苯胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、二甲基十六烷基胺和N，N-二甲基苄胺。
同样，通式(IIIb)的碱的优选实例为N，N，N，N-四甲基亚乙基二胺，N，N-二甲基-1，4-二氮杂环己烷、N，N-二乙基-1，4-二氮杂环己烷、1，8-双-(二甲基氨基)萘、二氮杂二环辛烷(DABCO)、二氮杂二环壬烷(DBN)和二氮杂二环十一烷(DBU)。
尤其特别优选使用三乙胺做为碱。
碱和使用的卤代烷基羧酸酐的摩尔比可以为例如0.3-3，优选1.0-2.0，特别优选1.05-1.5。
不限制使用大量的碱，但这样是不经济的。
在碱存在下，3-氨基-丙烯酸酯与卤代烷基羧酸酐的反应可在如-30至120℃的温度下进行，优选-10至20℃。
优选在溶剂存在下进行该反应。
适宜的溶剂例如是脂肪烃或芳香烃，而且其可被氟或氯原子取代，以及醚诸如THF或二氧六环。
例如和优选的溶剂为甲苯、邻-、间-、对-二甲苯、氯苯、氟苯、异构化的氯-氟苯、二氯甲烷、正己烷、环己烷、甲基环己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、石油醚、汽油级分；THF或二氧六环，特别优选甲苯。
每摩尔3-氨基-丙烯酸可以使用例如50-1000ml溶剂。优选的量为100-600ml。不限制使用大量的溶剂，但这样是不经济的。
例如可以这样进行，将碱和卤代烷基羧酸酐放入溶剂中，再加入3-氨基-丙烯酸衍生物。
在根据本发明方法的一个优选实施方案中，将3-氨基-丙烯酸衍生物和碱放入溶剂中，再加入卤代烷基羧酸酐。
例如可以这样进行后处理，任选分离沉淀的盐，例如通过过滤、离心或沉积和倾析，并且所得的反应溶液或者直接进一步反应，或者将其浓缩，例如直到干燥，以得到2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸酯。
2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸衍生物任选可通过蒸馏进一步纯化，但这对于用其来制备3-卤代烷基-4-吡唑甲酸酯来说，不是必需的。
根据本发明方法，例如和优选得到通式(IV)的2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸酯， 其中Hal和R4各自独立具有通式(IIa)中所述的同样的定义和优选范围，并且R2和R3各自独立具有通式(I)中所述的同样的定义和优选范围。
优选的通式(IV)的化合物可提及3-N，N-二甲基氨基-2-三氟乙酰基-丙烯酸甲酯，3-N，N-二乙基氨基-2-三氟乙酰基-丙烯酸乙酯，3-N，N-二甲基氨基-2-三氯乙酰基-丙烯酸甲酯，3-N，N-二乙基氨基-2-三氯乙酰基-丙烯酸乙酯，3-N，N-二甲基氨基-2-三氯乙酰基-丙烯酸乙酯，3-N，N-二乙基氨基-2-三氯乙酰基-丙烯酸甲酯，3-N，N-二甲基氨基-2-三氟乙酰基-丙烯酸乙酯，和3-N，N-二乙基氨基-2-三氟乙酰基-丙烯酸乙酯。
根据本发明方法制备的2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸衍生物尤其适于制备3-卤代烷基-4-吡唑甲酸酯(步骤b)。
任选在溶剂存在下，通过通式(IV)的2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸酯例如和优选与通式(V)的肼反应，生成通式(VI)的3-卤代烷基-4-吡唑甲酸酯。
通式(V)中，R12例如和优选为氢、C1-C12-烷基、C6-C18-芳基、C7-C19-芳烷基，特别优选C1-C4-烷基。
尤其特别优选肼、甲基肼和乙基肼，其中更尤其优选甲基肼。
通式(VI)中 R1具有通式(I)中所述的同样的定义和优选范围，以及Hal和R4各自独立具有通式(IIa)中所述的同样的定义和优选范围，以及R12独立地具有通式(V)中所述同样的定义和优选范围。
优选的通式(VI)的化合物可提及1-甲基-3-三氟甲基-4-吡唑甲酸甲基酯1-甲基-3-三氟甲基-4-吡唑甲酸乙基酯1-甲基-3-三氯甲基-4-吡唑甲酸甲基酯1-甲基-3-三氯甲基-4-吡唑甲酸乙基酯优选在溶剂存在下进行该反应。适宜的溶剂例如和优选上述步骤a)中列举的。
根据本发明方法的一个特别优选实施方案中，任选在分离出固体物质后使用由步骤a)得到的溶液来制备通式(VI)的化合物。
与肼的反应例如和优选在-30至+80℃下进行，特别优选-20至25℃，尤其特别优选-10至10℃。
3-卤代烷基-4-吡唑甲酸衍生物任选可以用公知的方法(Houben-Weyl，Methoden der orgenischen Chemie，4.Auflage，Band E5，第223起.)，例如通过酸性或碱性皂化，转化为通式(VII)的3-卤代烷基-4-吡唑甲酸， 其中Hal和R4各自独立具有通式(IIa)中所述的同样的定义和优选范围，以及R12独立地具有通式(V)中所述的同样的定义和优选范围，并且M，在碱性皂化情况下表示所用碱的阳离子，或酸化后或在酸性皂化情况下表示氢。
优选碱性皂化。其可以通过已知的方法进行，例如与碱反应，例如碱金属氢氧化物，例如氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾，或其水溶液。适宜的溶剂的例子包括水、醇诸如甲醇、乙醇和异丙醇、芳香烃诸如甲苯、丙酮、吡啶或这些溶剂的混合物。
根据本发明方法的一个优选实施方案中，用来自步骤b)的溶液制备通式(VII)的化合物。
根据本发明方法的一个特别优选实施方案中，在在同样的溶剂，优选芳香烃诸如甲苯中，进行步骤a)、b)和c)来制备通式(VII)的化合物，不进行中间分离。
通式(VII)的化合物优选为1-甲基-3-三氟甲基-4-吡唑甲酸、3-三氟甲基-4-吡唑甲酸和3-三氟甲基-4-吡唑甲酸。
根据本发明制备的2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸酯、2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸酯和吡唑-4-酸酸或其盐特别适于用在药物和农药化学品，例如杀真菌剂、杀虫剂和除草剂，的制备方法中。
根据本发明方法的优点在于，2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸酯可以从易获得的物质制备，产率超过95％。
根据本发明方法的另一优点在于，不用分离2-卤代酰基-3-氨基丙烯酸酯，并且不用改变溶剂，就可以获得取代的吡唑-4-甲酸酯或酸，任选以其盐的形式。
实施例实施例13-N，N-二甲基氨基-2-三氟乙酰基-丙烯酸乙酯的合成(方法I)首先将69g的N，N-二甲基氨基丙烯酸乙酯加到87g甲苯中，并在-15℃下与101g三氟乙酸酐混合1小时。接着在25℃下搅拌1小时，然后用87g甲苯稀释反应混合物，并向反应混合物中加入150g水。继续再搅拌15分钟，并分离形成的有机相。用75ml甲苯萃取水相，用硫酸镁干燥有机相，并在真空中除去溶剂。得到100.01g的3-N，N-二甲基氨基-2-三氟乙酰基-丙烯酸乙酯，纯度为98％(GC)。其为理论产率的85％。
该产物还可以甲苯溶液，不做进一步的处理，用于下面的合成中。
实施例23-N，N-二甲基氨基-2-三氟乙酰基-丙烯酸乙酯的合成(方法II)首先将128g的N，N-二甲基氨基丙烯酸乙酯、98g三乙胺和312g甲苯混合，在10℃下用3.5小时向其中加入120g三氟乙酰氯。接着在10℃下搅拌1小时，然后加热至50℃，之后向反应混合物中加入150g水。再继续搅拌15分钟，分离形成的有机相。用甲苯萃取水相，且合并的有机相无需进一步处理，可直接使用以制备吡唑。得到652g含32％的3-N，N-二甲基氨基-2-三氟乙酰基-丙烯酸乙酯(GC-ISTD)的甲苯溶液。其为理论产率的98％。
实施例33-N，N-二甲基氨基-2-三氟乙酰基-丙烯酸乙酯的合成(方法III)首先将143g的N，N-二甲基氨基丙烯酸乙酯、111g三乙胺和182g甲苯混合，并在-10℃至-5℃下，用3.5小时向其中加入149g三氟乙酰氯。将该混悬液加热至50℃，分离固体并用甲苯洗涤。合并的有机相无需进一步处理，可直接用于下一步的合成。得到637g含37％的3-N，N-二甲基氨基-2-三氟乙酰基-丙烯酸乙酯(GC-ISTD)的甲苯溶液。其为理论产率的98％。
实施例41-甲基-3-三氟甲基-4-吡唑甲酸乙酯的合成在0℃下，用90分钟，将23g甲基肼溶于87g甲苯中的溶液滴加到300g实施例2得到的甲苯溶液中。然后在0℃下搅拌反应混合物1小时。减压(＜100mbar)和最高45℃温度下蒸馏出甲苯，期间用100g水代替。为使结晶完全，45分钟内将混悬液冷却至0℃，并在此温度下搅拌15分钟，将固体分离到玻璃料上。用30g的正己烷洗涤粗产物，RT下在真空中干燥。得到73g的1-甲基-3-三氟甲基-4-吡唑甲酸乙酯。其为理论产率的82％。
实施例51-甲基-3-三氟甲基-4-吡唑甲酸首先将50g的1-甲基-3-三氟甲基-4-吡唑甲酸乙酯混入177g甲苯和54g的25％氢氧化钠溶液中，然后加热回流15小时。将混浊的反应混合物冷却至50℃，并与69g水混合。30℃下，用83g的15％盐酸调节水相的pH值为1-2，产物从溶液中沉淀出来。在室温下搅拌悬浮液30分钟，并在0℃下搅拌30分钟，然后分离出粗产物，洗涤3次，每次用60g冷水(＜10℃)，在室温和减压下干燥后，得到43g的1-甲基-3-三氟甲基-4-吡唑甲酸。其为理论产率的98％。
权利要求
1.2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸酯的制备方法，其特征在于，在碱存在下，将N-取代的3-氨基-丙烯酸酯与卤代烷基羧酸酐反应。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法在溶剂存在下进行。
3.根据权利要求1-2中任一项或几项的方法，其特征在于，3-氨基-丙烯酸酯为通式(I)的那些 其中R1为C1-C12-烷基、C6-C18-芳基或C7-C19-芳基烷基，并且R2和R3各自独立为C1-C12-烷基或C7-C19-芳基烷基。
4.根据权利要求1-3中任一项或几项的方法，其特征在于，所用的3-氨基-丙烯酸酯为3-(N，N-二甲基氨基)-丙烯酸甲酯。
5.根据权利要求1-4中任一项或几项的方法，其特征在于，所用的卤代烷基羧酸酐为通式(IIa)或(IIb)的那些， 其中X为氯、溴或碘，以及Hal各自独立为氯或氟，以及R4为氯、氟或C1-C12-卤代烷基、C1-C12-烷基、C6-C18-芳基或C6-C19-芳烷基。
6.根据权利要求1-5中任一项或几项的方法，其特征在于，所用的卤代烷基羧酸酐为三氟乙酸酐或三氟乙酰氯。
7.根据权利要求1-6中任一项或几项的方法，其特征在于，所用的碱为叔氮碱。
8.根据权利要求1-7中任一项或几项的方法，其特征在于，碱和使用卤代烷基羧酸酐的摩尔比为0.3-3。
9.根据权利要求1-8中任一项或几项的方法，其特征在于，反应温度为-30至120℃。
10.根据权利要求1-9中任一项或几项的方法，其特征在于，卤代烷基羧酸酐与所用的3-氨基-丙烯酸酯的摩尔比为0.3-1.5。
11.3-卤代烷基-4-吡唑甲酸酯的制备方法，其特征在于，a)N-取代的3-氨基-丙烯酸酯与卤代烷基羧酸酐在碱存在下反应，得到2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸-酯，以及b)2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸-酯与肼反应。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于，使用通式(V)的肼， 其中R12为氢、C1-C12-烷基、C6-C18-芳基或C7-C19-芳烷基。
13.根据权利要求11-12中任一项或几项的方法，其特征在于，使用甲基肼。
14.根据权利要求11-13中任一项或几项的方法，其特征在于，任选将除去固体的步骤a)的反应液用于步骤b)中。
15.3-卤代烷基-4-吡唑甲酸或其盐的制备方法，其特征在于，a)3-氨基-丙烯酸酯与卤代烷基羧酸酐在碱存在下反应，得到2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸-酯，以及b)2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸-酯与肼反应，得到3-卤代烷基-4-吡唑甲酸酯，以及c)将卤代烷基-4-吡唑甲酸酯进行酸性或碱性皂化。
16.根据权利要求15的方法，其特征在于，将卤代烷基-4-吡唑甲酸酯进行碱性皂化。
17.根据权利要求15-16中任一项或几项的方法，其特征在于，在同样的溶剂中实施步骤a)、b)和c)，并且不中间分离2-卤代酰基-3-氨基-丙烯酸-酯或卤代烷基-4-吡唑甲酸酯。
18.根据权利要求11-14中任一项或几项制备的3-卤代烷基-4-吡唑甲酸酯的用途，用于制备药物和农药化学品。
19.根据权利要求15-16中任一项或几项制备的吡唑-4-甲酸或其盐的用途，用于制备药物和农药化学品。
全文摘要
本发明涉及一种2－卤代酰基－3－氨基－丙烯酸－衍生物的改进的制备方法以及由此得到的吡唑－4－甲酸及其衍生物。
文档编号C07B61/00GK1604889SQ02825189
公开日2005年4月6日 申请日期2002年12月4日 优先权日2001年12月17日
发明者N·路易, T·布拉克迈尔, P·米勒, M·施奈德 申请人:拜尔化学品股份公司