专利名称：5，7-二羟基-1，2，4-三唑并[1，5-a]嘧啶-2-磺酰苯胺的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用丙二酰卤环化N-(3-(((芳基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺来制备5，7-二羟基-N-(芳基)-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的方法。磷酰卤时，可用丙二酸来代替丙二酰卤，5，7-二羟基-1，2，4-三唑〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰苯胺能直接转化为相应的5，7-二卤类似物。
取代的1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰苯胺(Ⅰ)是很有价值的农作物中杂草的选择性控制除草剂。其中
更有价值的结构式(Ⅰ)的除草剂见美国专利4818273，其中取代基A既可以是卤基、羟基也可为烷氧基。这组化合物通常可经过5，7-二羟基化合物的中间物来制备。例如，二羟基化合物能卤化成5，7-二卤类似物，该类似物再与醇盐反应得到相应的5，7-二烷氧基化合物。
公开的5，7-二羟基化合物的制备是在有醇钠的醇溶液的情况下，通过N-(3-(((芳基)-氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺(Ⅱ)同丙二酸二烷酯进行环化反应，随后对中间体的三钠盐(Ⅲ)进行酸化而得。
这个方法有下列缺点1)环化反应时间通常是24～28小时;
2)该方法需要3当量昂贵的醇钠碱;
3)在酸化过程中，中间体三钠盐(Ⅲ)产生大约5～25%的开环产品(Ⅴ)，该产品在所要的产品(Ⅳ)分离中白白扔掉;和4)中和过程需要3当量的酸因而产生大量的废盐水。
鉴于磺酰胺(Ⅰ)的有价值的除草性质，人们希望有一种制备N-(芳基)-5，7-二羟基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的方法。它能避免不必要的收率损失，不使用醇钠碱，不产生大量的废盐水，不需太长的反应时间。
本发明涉及一种制备N-(芳基)-5，7-二羟基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺(结构式如下)的方法，
式中X代表H、F、Cl、Br、低级烷基或低级烷氧基;Y代表H、F、Cl或Br;R代表H、低级烷基或低级烷氧基;和Z代表H、Cl或Br;
该方法的特征在于N-(3-(((芳基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺(结构式如下)同丙二酰在极性非质子传递溶剂中，在酸性条件下进行反应，
式中X、Y、R和Z定义同上。
当有磷酰卤的情况下进行反应时，可用丙二酸来代替丙二酰卤，5，7-二羟基1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰苯胺能直接转化为相应的5，7-二卤类似物。另外，随后用磷酰卤处理成环反应混合物可以制备5，7-二卤衍生物。
本发明的优点在于能够一步制备5，7-二羟基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰苯胺且没使用任何碱。由于省去了酸化步骤，收率损失大大下降。同样也消除了废盐水的产生。最后，后续的卤化步骤可以同成环步骤合并在一起以简化制备相应5，7-二卤衍生物的整个过程。
这里使用的术语“低级烷基”和“低级烷氧基”是指1～4个碳原子的直链或支链、饱和的烷基或烷氧基。
这里卤素族的各个元素没有特别列出。通称术语“卤素”、“卤化物”、“卤”在这里是指氯和溴。
丙二酰卤是市场上买得到的原料。由于丙二酰氯价廉和易得，因而它比丙二酰溴优先考虑。丙二酰卤最好是使用前刚刚蒸馏的。
N-(3-(((芳基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺是公知的化合物，在美国专利4734123中有描述。这些原料中，X和Y最好是H、F或Cl，Z最好是H，或Br，对于优先选用的低烷基和低烷氧基是-CH3、-CH2CH3、-OCH3和OCH2CH3，最好是-CH3。
在成环反应中，N-(3-(((芳基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺用丙二酰卤缩合。理论上每一种试剂需要1当量;实际上选择丙二酰卤稍过量，通常使用1.0～2.0当量的丙二酰卤，但最好是1.0～1.2当量。
反应在“酸性条件”下进行是指那样的条件即没有盐生成，其中产品含有阴离子组份。在先有的基本缩合技术中，三钠盐(Ⅲ)作为反应中间体生成，该中间体必须用酸中和以获得所要求的产品(Ⅳ)。本发明可以避免作为中间体的这样的盐。由于卤化氢是本过程的付产品，因而反应条件自然就是酸性的。在反应过程产生的酸的条件下操作最好。
成环反应最好在对该反应条件呈惰性的无水极性非质子传递溶剂存在的条件下进行。优先选用的溶剂包括(但不限于)烷基腈像乙腈或丁腈;醚像四氢呋喃或二噁烷;和羧酸酯像乙酸乙酯。溶剂最好是在使用前刚刚蒸馏或去湿的。
用丙二酰卤进行成环反应通常在室温到100℃的温度，最好是从环境温度到50℃下进行。
成环反应可任意选定在惰性气氛下进行，例如在氮气或氩气笼罩下进行。虽然通常反应在大气压下进行，但该反应最好在稍高一些的氮气压(达5psig(135.8Kpa))下进行，以防止讨厌的大气湿气侵入。
在典型的反应中，N-(3-(((芳基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺溶解在无水极性非质子传递溶剂中并用1当量刚刚蒸馏的丙二酰卤搅拌。反应完成后(通常为8～24小时)，5，7，-二羟基化合物可用传统技术回收，例如过滤、萃取或重结晶，可任意选定用丙二酸和相应的磷酰卤代替丙二酰卤。对于1当量丙二酸至少需要2当量的磷酰卤。习惯上常用大过量的磷酰卤。大过量是指比理想化学计量多2～10个当量或更高。当使用大过量的磷酰卤时，极性非质子传递有机溶剂可以除去，用磷酰卤有效地代替之。当使用丙二酸和磷酰卤代替丙二酰卤时，反应最好在70～90℃之间进行。
如果希望得到5，7-二卤基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰苯胺时，可将5，7-二羟基化合物同足够量的磷酰卤反应以将羟基转化为卤基。取代一个羟基需要1当量的磷酰卤。这样为了将5，7-二羟基化合物转化成相应的5，7-二卤基对应物至少需要使用2当量的磷酰卤。习惯上使用大过量的磷酰卤，它可以在成环反应前同丙二酰卤同时加入或在成环反应后加到反应混合物中。
在最优选的实施方案中，5，7-二卤基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰苯胺的制备是同时一起使用至少1当量丙二酸和至少4当量磷酰卤直接对N-(3-(((芳基)氨基)-磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺顺次进行成环化和卤化反应。两个试剂过量使用往往在经济上是合算的。反应最好在70～100℃之间进行。
在某些情况下，使用叔胺如二甲基苯胺作催化剂有助于反应的进行。在使用该催化剂的情况下，叔胺的用量通常为0.1～0.4%(mole)(以N-3(((芳基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺原料为基准)。更好是1～20%(mole)。
在典型的反应中，在搅拌下加热N-(3-(((芳基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺，1当量丙二酸和大过量磷酰卤。当完全反应后，5，7-二卤化合物可用传统技术回收。例如反应混合物可以冷却和用水小心稀释，产品可通过过滤或萃取等方法分离。
下面的实施例是用于解释本发明而不应当认为是限制了本发明的范围。所有熔点都是未校正的。
实施例1.5，7-二羟基-N-(2，6-二氯-3-甲苯基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的制备
在氮气气氛下，向由2.52g(0.0078mol)的N-(3-(((2，6-二氯-3-甲苯基)氨基)磺酰胺)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺和100ml无水乙腈组成的溶液，于搅拌下加入1.5g(0.01ml.)新蒸馏丙二酰氯。该混合物在环境温度下搅拌一夜(14小时)，生成黄色沉淀。固体产品通过过滤收集并干燥，其熔点为880～282℃(分解)。滤液含有额外产品，它可通过干燥浓缩滤液而回收。得产品2.58g(总收率为85%)。
实施例2.5，7-二氯-N-(4-溴-3-甲苯基)-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的制备
在装有机械搅拌器和回流冷凝器的3颈烧瓶中装入6.62g(0.02mol)的N-(3-(((4-溴-3-甲苯基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺、2.08克(0.02mol.)的丙二酸和20ml(0.21mol.)的磷酰氯，混合物搅拌和在90℃油浴中加热24小时。混合物被冷却然后倒入冰-水中。所得固体产品通过过滤收集，干燥得8.4g(收率为96%)的浅棕色固体物，初估纯度约85～88%。大约7g该产品悬浮在50ml的热邻二氯苯中，残余固体用过滤法除去。冷却过滤得5.2g橙色固体产品，熔点232-234℃(分解)。
实施例3 5，7-二氯-N-(2，6-二氯-3-甲苯基)-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的制备
在搅拌下，向由6.44g(0.22mol.)N-(3-(((2，6-二氯-3-甲苯基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺、100ml无水乙腈组成的溶液中加入2.82g(0.02mol)新蒸馏的丙二酰氯。该混合物在室温下搅拌一夜，这时仍有一些原料剩余。补充加入0.56g丙二酰氯并连续搅拌4小时。反应混合物浓缩至干，残余物悬浮在POCl3(122g，0.8mol.)中并在90℃下加热9小时。将反应混合物冷却，在减压下浓缩，残余物倒入冰-水中。将生成的沉淀过滤、干燥得8.35g纯度为75%的产品(收率为73%)。
实施例4 5，7-二氯-N-(3-甲苯基)-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的制备
在60～70℃下，将由19.9g(0.075mol)N-(3-(((3-甲苯基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺、7.9g(0.075mol)丙二酸和115g磷酰氯组成的混合物搅拌15小时。高效液体色谱(HPLC)分析表明只有55%转化为所要求的产品。补充加入0.5g丙二酸、20gPOCl3和0.5g二甲基苯胺作为催化剂，搅拌、连续加热直至反应完全。加入大约50ml邻二甲苯作为驱逐剂(Chaser)，通过在70～80℃下减压蒸馏回收大约115gPOCl3。冷却后所要求的产品从邻二甲苯中回收，收率为70%。
实施例5 5，7-二氯-N-(2，6-二氯-3-甲苯基)-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的制备
在90℃下，将由6.44g(0.02mol)的N-(((2，6-二氯-3-甲苯基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺、2.1g(0.02mol)的丙二酸和122g(0.8mol)的POCl3组成的混合物搅拌24小时。将反应混合物冷却，在减压下浓缩，将残余物倒入冰-水中。将生成的沉淀过滤和干燥得到纯度为88%的产品7.85g(收率为81%)。
权利要求
1.一种制备结构式如下的N-(芳基)-5，7-羟基-1，2，4-三唑并[1，5-a]嘧啶-2-磺酰胺的方法
式中X代表H、F、Cl、Br、低级烷基或低级烷氧基；Y代表H、F、Cl或Br；R代表H、低级烷基或低级烷氧基；和Z代表H、Cl或Br，该方法的特征在于在酸性条件下于极性非质子传递溶剂中，用丙二酰卤同结构式如下的N-(3-(((芳基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺反应
式中X、Y、R和Z定义同上。
2.权利要求1的方法，其中X和Y是H、F、Cl，Z是H或Br，R是CH3。
3.权利要求1的方法，其中极性非质子传递溶剂是烷基腈、醚或羧酸酯。
4.上述各权利要求中的任一种方法，其中温度维持在环境温度和100℃之间。
5.上述各权利要求中的任一种方法，其特征在于，将N-芳基-5，7-二羟基-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺转化为相应的5，7-二卤化合物的附加步骤是通过该反应混合物直接同磷酰卤进行反应。
6.一种制备结构式如下的N-(芳基)-5，7-二卤-1，2，4-三唑并〔1，5-a〕嘧啶-2-磺酰胺的方法
式中A代表Cl或Br;X代表H、F、Cl、Br或低级烷基;Y代表H、F、Cl或Br;R代表H、低级烷基或低级烷氧基;和Z代表H、Cl或Br，该方法的特征在于结构式如下的N-(3-(((芳基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺同至少1当量的丙二酸和至少4当量的磷酰卤在酸性条件下进行反应，
式中X、Y、R和Z定义同上。
7.权利要求6的方法，其中A是Cl，磷酰卤是POCl3。
8.权利要求6或7的方法，其中X和Y是H、F或Cl、Z是H或Br，R是CH3。
9.权利要求7的方法，其中用作溶剂的POCl3过量。
10.权利要求6-9中的任一种方法，其中温度维持在70和100℃之间。
全文摘要
5，7-二羟基-N-(芳基)-1，2，4-三唑并(1，5-a)嘧啶-2-磺酰胺是在酸性条件下，通过N-(3-(((芳基)氨基)磺酰基)-1H-1，2，4-三唑-5-基)胺同丙二酰卤发生环化反应而制备的。当加入磷酰卤时，可用丙二酸来代替丙二酰卤；而5，7-二羟基-1，2，4-三唑并(1，5-a)嘧啶可直接转化为相应的5，7-二卤衍生物。
文档编号A01N43/90GK1054251SQ9110110
公开日1991年9月4日 申请日期1991年2月25日 优先权日1990年2月26日
发明者拉微·B·珊卡尔, R·卡斯·帕斯 申请人:道伊兰科公司