专利名称：苯甲酰衍生物及其合成的制作方法
技术领域：
本发明涉及新的苯甲酰衍生物及其制备方法。这些化合物对于农用化学品和医药的制备，特别是作为芳基卤代烷基吡唑和芳基烷磺酰基吡唑除草剂的活性成分的中间体是有用的。
背景技术：
近年来已发现，活性除草剂之一类是取代的苯基吡唑，其苯基和吡唑部分含有各种各样的取代基。
制备这些苯基吡唑的方法通常包括取代在苯基和/或吡唑部分上的一个或多个取代基的化学转化，例如，通过卤化，酯化等。通过与不同化合物的相互作用，从取代的苯乙酮制备这些化合物也已知，包括通过中间体苯基二酮的环化，在吡唑的5-位上提供所要求的取代基的各种酯。例如，通过各种卤代和/或烷基取代的苯乙酮与(卤代)乙酸酯反应生产相应的苯基二酮，该苯基二酮再以肼环化得到吡唑的5-位上取代有(卤代)烷基的苯基吡唑。
新近已知，一些3-取代的芳基-5-取代的吡唑对于很多农业上重要作物于极低的施用率下广谱控制各种杂草是特别有用的。典型的芳基是卤素、烷基、烷氧基和酯基取代的苯基，这些取代基通常也在吡唑部分上。在这类化合物中特别有效的是2-氯-5-(4-卤-1-甲基-5-(三氟甲基)-1H-吡唑-3-基)-4-氟苯甲酸的酯。这些特殊化合物很容易由2-氟-5-烷基苯乙酮及其衍生物获得。然而，文献没有提供能够提供所需吡唑基苯甲酸的这些中间体或相关化合物的制备方法。因此，需要找到这些取代的芳基吡唑化合物的新的中间体和有效的制备方法。
本发明叙述用于生产可作为新型除草剂的化合物的中间体。
发明的简叙本发明涉及通式I的苯甲酰衍生物及其合成方法，
其中X是H或卤原子；R1是任意取代有卤素或最多有6个碳原子的烷氧基或烷氧烷基的C1-6烷基；和R2是C2-6烷基或C1-6卤代烷基或H，OH或-CH2COR3；其中R3是C1-6卤代烷基。
本发明优选的苯甲酰化合物是通式I中X是Cl或溴；R1是甲基；和R2是H，OH，卤素，甲基或-CH2COR3，其中R3是CF3，CF2Cl或CF2H的那些化合物。
本发明最优选的化合物是其中X是氯，R1是CH3和R2是-CH2COCF3的通式I化合物。
熟悉本技术的人可容易地看出，当通式I中R2是氢时，所得的化合物(下面的通式IA)是取代的苯甲醛；当R2是甲基时(下面的通式IB)，化合物是取代的苯乙酮；和当R2是-CH2COR3时，所得化合物是取代的苯基二酮(下面的通式ID)。所有这些化合物的共同结构特征是有取代的苯甲酰基，因而，为了简化和方便起见，所有这些化合物都称作苯甲酰衍生物。
所有这些取代的苯甲酰衍生物都是新的化合物，除了4-氯-2-氟-5-甲基苯乙酮化合物外，该化合物已知是制备取代的苯基酮基酯的中间体，其中类似通式I中的R3的基团是烷氧基，而不是卤代烷基。该取代的苯基酮基酯以肼环化时，得到取代的苯基吡唑啉酮，其中吡唑部分的碳原子上仅被O＝OH取代(日本申请(公开)No.3-72460)。
发明的详细说明R1是甲基和X是H或卤素和R2是H(通式1A)或甲基(通式IB)的通式I化合物已知从通式II的2-取代-4-氟甲苯制备。
在路易斯酸或质子酸存在下于-50°-200℃，最好在0-100℃下，通式II的2-取代-4-氟甲苯可以用酰卤(R2COY，其中Y是卤原子)，酸酐或乙烯酮(CH2CO)酰化。作为酰化剂的酰卤、酸酐或乙烯酮的量可以从稍大于1摩尔当量至过量，最好是相对于氟代甲苯为1-2摩尔当量。酰化催化剂可以是路易斯酸如AlCl3，TiCl4，BF3，SnCl4或FeCl3或者质子酸如多磷酸，HF，CF3COOH，H2SO4等。催化剂的用量相对于氟代甲苯可以从小于0.1摩尔％至远远大于100摩尔％。不明显影响反应进行的任何惰性溶剂都可用于该反应或在无溶剂下进行。优选的溶剂包括但不限于硝基苯，二硫化碳，有机酸或卤代烃。反应压力通常为1-60kg/cm2，优选1-10kg/cm2。取决于试剂的用量，反应温度等，反应周期可以是几分钟至几周。
R2是羟基的通式I化合物，即下面通式IC的苯甲酸可以被制备，例如通过R2是羟基或H的相应苯甲醛的直接氧化或下面所述的两步方法。
在路易斯酪存在下，上面的通式III化合物通过用烷基化剂CX1X2X3X4烷基化通式II的2-取代-4-氟-1-烷基苯制备。烷基化剂中的X1和X2各自为卤素，X3是卤素或氢和X4是卤素或(取代的)烷氧基取代基。典型的和优选的烷基化剂包括但不限于1，1-二氯甲基甲基醚，四氯化碳和四溴化碳。烷基化催化剂可以是路易斯酸，如AlCl3，TiCl4，BF3，SnCl4或FeCl3或者质子酸，如多磷酸，HF，CF3COOH，H2SO4等。催化剂的用量相对于氟代苯可从小于0.1摩尔％至远远大于100摩尔％。不明显影响反应进行的任何惰性溶剂都可使用或不用任何溶剂。优选的溶剂包括但不限于硝基苯，二硫化碳有机酸或卤代烃。反应压力通常为正压至60kg/cm2，优选0.5-10kg/cm2。反应周期取决于试剂用量，反应温度等，可以是几分钟至几周。用水处理反应混合物得到产物并以标准方法分离产物。通常，通式III的中间体不必分离而通过酸水解直接转化为通式IA的苯甲醛化合物，然后，如果需要，再氧化为苯甲酸。用元基酸如浓H2SO4或盐酸处理烷基化步骤的产物，转化任何成对的二氯化物或三氯化物分别成为醛和羧酸，可以大大改进总产率。通式IA和IC的分离可以用常规方法进行。
如上所述，通式IC的苯甲酸化合物可以通过取代的甲苯与化合物如四氯化羰的烷基化反应和接着水解的两步途径获得。通过氧化也可以直接转化通式IA的苯甲醛成为通式IC的苯甲酸。优选的氧化剂包括但不限于氧化铬，在硫酸中的氧化铬，高锰酸钾，重铬酸钾等。反应温度是-78℃至反应混合物的沸点，优选0°-100℃。反应周期取决于反应试剂的用量，反应温度等，可以是几分钟至几周。
通式ID的化合物可以通过通式IB的化合物与R3COZ(其中Z是C1-6烷氧基或C6-8芳氧基或卤素)或者与酸酐(R3CO)2O反应制备，两个通式中的R3都是C1-6烷代烷基。
通式ID的二酮可以在碱存在下以酯，酸酐或酰卤处理2-氟-4-(氢或卤)-5-烷基苯乙酮制备。可以使用任何合适的溶剂或溶剂混合物。优选的溶剂是无水醚，醇，二甲基亚砜，甲苯，苯等。反应在碱如碱金属醇盐，酚盐，氨基碱金属或碱金属卤化物存在下进行，优选碱金属醇盐如甲醇钠。反应温度是-100°-200℃，优选-78℃至溶剂的回流温度。反应周期取决于试剂用量，反应温度等，可以是几分钟至几周。
通式ID化合物包括了所有可能的互变异构体。如烯醇和所有可能的盐，其中的阳离子是碱金属或其它适合的有机或无机阳离子。
通式ID化合物通过以下反应可以转变成可用于合成除草剂的吡唑基苯甲酸酯。
在以上通式中R1，R3和X的定义与通式I中的相同，X2是卤原子和R是C1-6烷基或取代烷基，优选C1-4的烷基或取代烷基。
以下实施例叙述制备本发明的代表性化合物的具体方案。
实施例1-5例示代表性的取代的苯基二酮的制备。
实施例11-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-4，4，4-三氟-1，3丁二酮的制备在一个装有电磁搅拌的500ml烧瓶中制备25.0g 1-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)乙酮(参见实施例6)和23.9ml三氟乙酰乙酸乙酯在50ml乙醚中的溶液。在冰水浴中冷却此溶液并于不超过10℃下向此溶液中慢慢加31.4ml在甲醇中的25％甲醇钠。撤去冷浴并于室温下搅拌此透明的橙色溶液过夜。将反应混合物倾倒于有100ml 10％HCl的冰上，用乙醚提取。用5％HCl洗有机层，MgSO4干燥，过滤，真空浓缩。将残留物溶于200ml温热的己烷中，干燥，过滤和急冷。过滤固体，空气干燥，得到24.0g(63％)题目化合物，为灰白色固体，mp59-60℃；1H NMR(CDCl3)δ14.9(S，很宽，1H)，7.78(d，J＝7Hz，1H)，7.14(d，J＝11Hz，1H)，6.60(S，1H)，2.33(S，3H)分析C11H7O2F4Cl1计算值C，46.75；H，2.50实测值C，46.80；H，2.49。
按照实际上分实施例1相同的步骤，制备实施例2-5的化合物。这些化合物及其物理性质如表1所示。
表1
实施例No. X R3物理性质2F CF338.5-40.0℃3BrCF368-69℃4ClCF2Cl 橙色固体15ClCF2H 53-54℃1 NMR(CDCl3)δ7.74(d，J＝8Hz，1H)，7.10(d，J＝11Hz，1H)，6.54(s，1H)，2.29(s，3H).
下面实施例6-10叙述R2为烷基的通式I的有代表性的2-氟-4-(H或卤素)-5-甲基苯基酮化合物，即通式IB化合物的制备方法。
实施例61-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)乙酮的制备在装有机械搅拌的500ml烧瓶中制备22.9g 2-氯-4-氟甲苯和45.8g三氯化铝的浆状液，用18.7g乙酰氯处理。易搅拌的浆液升温至40-50℃开始有气体慢慢放出。当气体放完时，反应完成。用100ml-二氯乙烷处理反应混合物，将液体倾入加液漏斗中。加冰至残留固体上直至反应停止，加冰水，从加液漏斗中滴加液体，使温度不超过15℃。收集有机层，水洗，MgSO4干燥，过滤，真空浓缩。残留物经球球蒸馏(bp＝60℃，@0.5-0.05mm)，得到28.0g(95％)题目化合物，为无色油(室温左右熔化)ηD23.01.5317；1H NMR(CDCl3)δ7.60(d，J＝8Hz，1H)，7.01(d，J＝14Hz，1H)，2.47-2.49(m，3H)，2.22(S，3H)分析C9H8O1F4Cl1计算值C，57.93；H，4.32实测值C，57.78；H，4.27。
按照实施例6同样的过程，制备表2所列的化合物。
表2
实施例No. X R2折射率7H CH3ηD＝1.5063@23℃18F CH3ηD＝1.4905@25℃9BrCH3ηD＝1.5523@23℃10 ClCH2CH334.5℃1.在实施例7中，得到两种异构体，即2-氟-5-甲基苯乙酮和5-氟-2-甲基苯乙酮的混合物，2-氟异构体为主要产物，比例为85∶15。
实施例11本实施例叙述R2为氢的通式I化合物的制备，它们是通式1A的2-氟-4-氯苯甲醛，在本实施例中制得的化合物是4-氯-2-氟-5-甲基苯甲醛。
向搅拌的25g(0.17mole)2-氯-4-氟甲苯在200ml二氯甲烷中的溶液中加39ml(0.35mole)四氯化钛，接着滴加1，1-二氯甲基甲基醚。该溶液于0℃保持4小时后倾倒于冰上，用乙酸乙酯提取。合并提取物，用盐水洗两次，MgSO4干燥，真空浓缩。所得油状物以200ml硫酸稀释并于室温下搅拌过夜。水解后的反应混合物倾于冰上，用乙酸乙酯提取，合并提取液用碳酸氢钠溶液洗，MgSO4干燥，浓缩，得17.0g(57％)白色固体，mp 69-70℃；1H NMR(CDCl3)δ2.41(S，3H)，7.24(d，1H)，7.75(d，1H)，10.31(S，1H)分析C8H6O1F1Cl1计算值C，55.69；H，3.50实测值C，55.77；H，3.51。
实施例12本实施例例示R2为OH的通式I化合物的制备，这些化合物是通式IC的取代的苯甲酸中间体。
本实施例叙述由相应的前体苯甲醛直接氧化制备4-氯-2-氟-5-甲基苯甲酸。
向冷却至0℃的219g(1.3mole)4-氯-2-氟-5-用基苯甲醛(见实施例11)在2升丙酮中的溶液中滴加487ml(1.3mole)新制备的琼斯试剂。该试剂是含2.67M铬酸的硫酸溶液的已知氧化试剂。加完后，混合物被温热至室温并搅拌3小时。向混合物中加2升饱和盐水，用乙酸乙酯提取两次，合并提取液，用5％盐酸水溶液洗，MgSO4干燥，浓缩，得到147g(60％)白色固体，mp 172-173℃1H NMR(d6-DMSO)δ2.32(S，3H)，7.49(d，1H，J＝10Hz)，7.83(d，1H，J＝8Hz)，13.35(宽，1H)；19F NMR(d6-DMSO)δ-111.8(m，1F)。
本发明的新的苯甲酰衍生物是制备或生产农用化学品和医药，特别是取代的苯基吡唑类除草剂的有用中间体。这些中间体允许在苯基吡唑的苯环上直接导入5’-烷基取代基，由此再转化为吡唑基苯甲酸和其酯。
熟悉本技术的人员都清楚，在不脱离本发明精神及其范围情况下，本发明可进行各种各样的改进。
权利要求
1.通式I的化合物
其中X是H或卤素；R1是任意取代有卤素或最多有6个碳原子的烷氧基或烷氧烷基的C1-6烷基；和R2是H，OH，C2-6烷基或C1-6卤代烷基或者-CH2COR3，其中R3是C1-6卤代烷基。
2.权利要求1的化合物，其X是氯和R1是甲基。
3.权利要求2的化合物，其中R2是氢。
4.权利要求2的化合物，其中R2是OH。
5.权利要求2的化合物，其中R2是C2-6烷基或C1-6卤代烷基。
6.权利要求2的化合物，其中R2是CH2COR3和R3是C1-6卤代烷基。
7.权利要求6的化合物，其中R3是-CF3。
8.制备通式ID化合物的方法，
该方法包括在惰性溶剂中和强碱存在下，用酯，乙烯酮或乙酰卤或酸酐酰化通式IB的化合物
其中X是H或卤素；R1是C1-6烷基；和R3是C1-6卤代烷基，反应完成后，回收通式ID化合物。
9.权利要求8的方法，其中X是氯，R1是甲基和R3是-CF3。
10.权利要求9的方法，其中所说通式D化合物是1-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-4，4 4-三氟-1，3-丁二酮。
11.权利要求8的方法，其中该通式IB化合物是在惰性溶剂中在酰化催化剂存在下，由通式11的化合物与酰化剂反应制备，
其中X和R1的定义同前。
12.权利要求11的方法，其中该酰化剂是酯，乙酰卤或酸酐或乙酰酮和该酰化催化剂是路易斯酸或质子酸。
13.权利要求12的方法，其中该路易斯酸是金属卤化物。
14.通式1A化合物的制备方法，包括在烷基化催化剂存在下，通式II化合物与烷基化剂反应，
其中X和R1的定义同前。
15.权利要求14的方法，其中该烷基化剂是卤代C1-4烷基C1-4烷基醚和该催化剂是路易斯酸或质子酸。
16.权利要求14的方法，其中X是氯，R1是甲基，该烷基化剂是二氯甲基甲基醚和该催化剂是金属卤化物。
17.制备通式IC化合物的方法，包括在惰性溶剂中上面定义的通式IA化合物与氧化剂反应
其中X和R1的定义同前。
18.权利要求17的方法，其中X是氯，R1是甲基和该氧化剂是琼斯试剂。
19.权利要求18的方法，其中通式IC化合物是4-氯-2-氟-5-甲基苯甲酸。
全文摘要
本发明涉及新的4-卤-2-氟-5-烷基苯甲酰化合物及其生产方法。这些化合物可用于制备农用化学品和医药，特别是用于制备作为芳基卤代烷基吡唑和芳基烷磺酰基吡唑除草剂的活性成分的中间体。
文档编号C07C49/697GK1159180SQ95195114
公开日1997年9月10日 申请日期1995年7月14日 优先权日1994年7月20日
发明者B·C·汉帕, K·L·莱施琴斯基 申请人:孟山都公司