专利名称：生产3－三氟甲基苯基－4－氰基苄基酮的方法
技术领域：
本发明涉及一种生产3-三氟甲基苯基-4-氰基苄基酮的方法。
α-苯基乙酰苯如3-三氟甲基苯基-4-氰基苄基酮(又称作α-(4-氰基苯基)-3-三氟甲基乙酰苯)是制备农作物保护剂的重要原料(参见，例如WO00/18714)。
JP 4168826公开了一种通过在至少等摩尔量碱存在下将任选取代的苯甲酸酯与取代的甲苯缩合制备α-苯基乙酰苯的方法。通过1当量3-三氟甲基苯甲酸甲酯与1当量4-甲苯基氰(4-tolunitrile)在N，N-二甲基甲酰胺中反应制备3-三氟甲基苯基4-氰基苄基酮的方法已明确描述。氢化钠作为碱。从安全观点出发所述方法是存在问题的，因为与氢化钠在N，N-二甲基甲酰胺中的反应可导致强烈的热分解反应，参见Chemistry & Engineering，1982，5，7月12日和1982，43，9月13日。而且，氢化钠在潮湿空气下是自燃的，并且与水分强烈反应生成氢和氢氧化钠溶液。因此，使用的反应物和溶剂可以仅含有极低的水含量。但是，正如由制备3-氯苯基4-氰基苄基酮的实施例3和3-2所看到的，使用其它碱如叔丁醇钠导致的收率比氢化钠差。
内部实验已经说明，在JP4168826规定的其它碱中，在N，N-二甲基甲酰胺中使用碳酸钾不能产生反应，在二甲基亚砜中使用氢氧化钠完全导致酯水解为作为副产物的相应酸。
为了克服这些问题，WO 00/18714建议通过乙酰苯与活化的卤代苯反应转化这种α-苯基乙酰苯。该方法的缺点是收率中等。
本发明的目的在于提供技术上安全、简单且经济的制备3-三氟甲基苯基4-氰基苄基酮的方法，该方法能够达到较高的产物收率值。
我们发现，在技术上安全且温和的反应条件下能够令人惊奇地达到该目的，并且3-三氟甲基苯基4-氰基苄基酮能够以非常良好的收率获得，其中3-三氟甲基苯甲酸C1-C2烷基酯与4-甲苯基氰在至少等摩尔量的C1-C4伯醇的C1-C4-醇钾盐存在下于质子惰性极性溶剂或质子惰性极性溶剂混合物中反应。
因此，本发明提供一种制备3-三氟甲基苯基4-氰基苄基酮的方法，该方法通过在至少等摩尔量碱存在下使3-三氟甲基苯甲酸C1-C2烷基酯与4-甲苯基氰于质子惰性极性溶剂或质子惰性极性溶剂混合物中反应，其中所述碱选自的C1-C4伯链烷醇的醇钾盐。
C1-C4伯醇的醇钾盐包括甲醇钾、乙醇钾、正丙醇钾和正丁醇钾。优选使用甲醇钾。
一般而言，碱至少以基于4-甲苯基氰的等摩尔量使用。基于4-甲苯基氰，碱的使用量优选为1.1-5当量，尤其1.5-4当量，最优选2.01-3当量。
一种优选的3-三氟甲基苯甲酸C1-C2烷基酯是3-三氟甲基苯甲酸甲酯，其可以商业获得。4-甲苯基氰同样可商业获得。
根据本发明，反应介质是质子惰性的极性溶剂体系，其中还包含不同质子惰性极性溶剂混合物和质子惰性极性溶剂与质子惰性非极性溶剂的混合物。非极性溶剂的比例一般不超过50体积％，尤其是20体积％。因此，在根据本发明使用的溶剂中质子惰性极性溶剂的比例一般至少50体积％且优选至少80体积％。质子惰性极性溶剂的实例包括脂族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-甲基内酰胺，例如N-甲基吡咯烷酮；二烷氧基烷烃，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；亚砜，例如二甲基亚砜；环丁砜或四烷基脲，例如四甲基脲。在一种优选实施方式中，至少一种质子惰性极性溶剂用作唯一的反应介质(基于全部溶剂混合物＞99体积％)且优选选自1，2-二甲氧基乙烷、N，N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜，其中特别优选N，N-二甲基甲酰胺。优选的质子惰性非极性溶剂的实例包括芳族烃，例如苯、甲苯或二甲苯；环状烃，例如环己烷或脂族烃，例如正戊烷、正己烷、异己烷(商业化的己烷异构体混合物)、癸烷和石油醚；但优选使用芳族烃，特别是甲苯和二甲苯。在本发明的另一种优选实施方式中，使用一种溶剂体系，该体系中除质子惰性极性溶剂外，尤其除N，N-二甲基甲酰胺外，包含1-50体积％、优选1-20体积％且尤其2-15体积％的至少一种质子惰性非极性溶剂，特别是至少一种芳族烃且尤其甲苯和/或二甲苯。因此，质子惰性极性溶剂在该混合物中比例为50-99体积％，优选80-99体积％，特别优选85-98体积％。将非极性溶剂作为添加剂加入所述的质子惰性极性溶剂中使得该反应的技术处理更便利，并且特别降低了反应混合物的粘度，另外抑制了不期望的罐壁和其它设备部件如搅拌器和热交换器表面的积垢。
通常，起始化合物4-甲苯基氰和3-三氟甲基苯甲酸C1-C2烷基酯以等摩尔比例反应，虽然起始材料的比例对反应的成功不是很重要。但是，较大过量的4-甲苯基氰应避免，因为它能够导致形成不期望的副产物。一般而言，4-甲苯基氰与3-三氟甲基苯甲酸C1-C2烷基酯的摩尔比一般不超过2∶1，尤其1.5∶1。但是，也可以相反地过量使用酯，尽管出于成本的原因一般避免这样。因此，4-甲苯基氰与3-三氟甲基苯甲酸酯的摩尔比优选低于1∶2且尤其1∶1.5。
在一种优选实施方式中，起始化合物4-甲苯基氰与3-三氟甲基苯甲酸C1-C2烷基酯的摩尔比将为约1∶1，例如从1.1∶1到1∶1.1。
本发明方法一般在低于100℃下进行，优选不高于60℃，尤其在0-40℃的范围内。
反应压力不是很重要。通常，4-甲苯基氰与3-三氟甲基苯甲酸C1-C2烷基酯按下述方式反应首先装入溶剂和碱，然后单独或作为混合物加入反应物并任选加热。当连续加入反应物时，优选先加腈，然后加酯。凭借其特性，反应时间取决于反应温度、反应介质和使用的碱，并且一般在0.5-10小时范围内，尤其在0.5-5小时范围内。
所述反应可以间歇或半间歇方式进行。
处理所述的反应混合物并通过传统技术分离主要产物，例如通过用水溶性的酸如盐酸、硫酸或乙酸水解该反应形成的钾的烯醇化物，随后进行萃取处理。任何作为副产物形成的3-三氟甲基苯甲酸可以通过碱性萃取从有机相分离。包含主要产物的有机相可不经其它处理直接用于下一步反应。任选地，也可以分离溶剂以获得结晶形式的目标化合物。
与JP 4068826描述的方法相比，本发明方法具有许多优点。第一，可以避免在N，N-二甲基甲酰胺中使用氢化钠的危险。第二，包含主要产物的有机相可以在除去所形成的副产物后立即用于后续反应，因为该反应混合物不包含来自氢化钠的干扰性矿物油。而且，由于即使在较低反应温度下也能达到较高的主要产物收率，该新方法更经济。但是，当使用叔丁醇钠或叔丁醇钾作为碱时，需要较高的反应温度，而且，重要产物以较差的收率获得。
本发明方法将通过下述实施例阐述。
制备3-三氟甲基苯基4-氰基苄基酮。
实施例1在一个反应容器内，首先在25℃下装入10当量N，N-二甲基甲酰胺，并在该温度下于搅拌下加入2.5当量甲醇钾。在该温度下，先加入1当量3-三氟甲基苯甲酸甲酯，然后加入1当量4-苯甲基氰。在表1规定的条件下进行反应。
当该反应混合物被加热到高于25℃时，先允许该反应混合物冷却到低于40℃。然后，在15分钟内使该反应混合物与3当量盐酸(10重量％)混合，然后与25当量甲苯混合。在萃取和相分离后，用5重量％的氢氧化钠水溶液进一步萃取该有机萃取物。所述标题化合物的收率列于表1。
对比例1重复实施例1，但用甲醇钠替代甲醇钾。反应温度为25℃，反应时间为25小时。所述标题化合物以75％的收率获得。
对比例2重复实施例1，但用叔丁醇钠替代甲醇钾。在80℃下反应2小时后，所述标题化合物以71％的收率获得。
对比例3重复实施例1，但用2.1当量固体叔丁醇钠替代2.5当量的甲醇钾。在50℃和大气压力下反应6.5小时后，所述标题化合物以69.6％的收率获得。
权利要求
1.一种制备3-三氟甲基苯基4-氰基苄基酮的方法，包括在至少等摩尔量碱存在下使3-三氟甲基苯甲酸C1-C2烷基酯与4-甲苯基氰于质子惰性极性溶剂或质子惰性极性溶剂混合物中反应，其中所述碱选自C1-C4伯链烷醇的醇钾盐。
2.如权利要求1所述的方法，其中基于4-甲苯基氰，使用2.01-3当量的碱。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中质子惰性极性溶剂选自脂族C1-C4羧酸的二甲基酰胺，N-甲基内酰胺，四甲基脲，二烷氧基烷烃，二甘醇二烷基醚和二甲基亚砜。
4.如权利要求3所述的方法，其中溶剂是二甲基甲酰胺。
5.如前述权利要求中任意一项所述的方法，其中质子惰性极性溶剂混合物包含1-50体积％的芳族烃。
6.如权利要求5所述的方法，其中质子惰性极性溶剂混合物包含二甲基甲酰胺作为质子惰性溶剂和甲苯和/或二甲苯作为芳族烃。
7.如前述权利要求中任意一项所述的方法，其中反应在0-40℃的温度范围内进行。
全文摘要
本发明描述了一种制备3－三氟甲基苯基4－氰基苄基酮的方法，该方法通过在至少等摩尔量碱存在下使3－三氟甲基苯甲酸C
文档编号C07C255/56GK1649832SQ03809381
公开日2005年8月3日 申请日期2003年4月25日 优先权日2002年4月26日
发明者S·恩格尔, M·凯尔, C·奥特, M·雷克 申请人:巴斯福股份公司