专利名称：制备取代吡唑碳酰氯的方法
制备取代吡唑碳酰氯的方法
技术领域：
本发明涉及一种通过在自由基条件下氯化式(II)的醛制备取代吡唑基氯的方法。
吡唑基氯是制备活性作物保护成分的重要单元。
吡唑基氯通常由羧酸与一种氯化剂反应制备。该方法的一个优点是基于其相应的羧酸容易制备、因而可工业获得的事实。取代吡唑基氯的制备不满足此先决条件，这是因为其相应的羧酸不容易获得。
例如，p比峻-4-曱酸由p比哇+曱醛(J. L. Huppatz: Aust. J. Chem.36， 135-147 (1983))和高锰酸钾根据方案I制备。所述氧化反应工业化实施的一个问题是形成大量的二氧化锰。<image>image see original document page 4</image>
JP 7070076描述了在存在或不存在相转移催化剂的情况下，吡唑-4-曱醛与过氧化氬和氯化钠在酸性条件下在含水体系中反应以制备吡唑—4一曱酸的方法。该方法时空产率低，并且由于涉及过氧化氢，从
安全技术的角度来看是不利的。
然后吡唑碳酰氯不得不在第二步骤中借助一种氯化剂例如亚硫酰氯由吡唑-4-曱酸制得。
针对上述缺点和问题，需要提供一种方法，其可由取代吡唑甲醛通过一步高产率和高选择性地制得相应的取代碳酰氯。
因此，本发明提供一种制备通式(I)的取代吡唑碳酰氯的方法，
<image>image see original document page 4</image>其中
R1 为氢、烷基、烷氧基烷基、未取代或取代的芳基、未取代或取代的芳烷基、烷氧基烷基、未取代或取代的芳基、未取代或取代的烷芳基、未取代或取代的杂芳基及囟代烷基，
R2 为氢、面素、烷基、烷氧基烷基、未取代或取代的芳基、未取代或取代的芳烷基、未取代或取代的杂芳基及囟代烷基，
X 为氟、氯或溴，其特征在于，在自由基条件下，式(II)的醛与一种氯化剂反应，
其中R1、 R'和X各自定义如上。宽泛定义
关于本发明，除非另有定义，否则术语"卤素"(X)包括选自氟、氯、溴和碘的元素，优选使用氟、氯和溴，且特别优选使用氟和氯。
任选取代的基团可为单取代或多取代，且在多取代的情况下取代基可相同或不同。
被一个或多个卣原子取代的烷基基团例如选自三氟曱基(CF3)、二氟甲基(CHF2) 、 CF3CH2、 C1CH2、 CF3CC12。
关于本发明，除非有不同定义，否则烷基基团为直链、支链或环状的烃基团，其可任选具有一个、二个或更多个单或双不饱和部分，或者具有一个、两个或更多个选自0、 N、 P和S的杂原子。此外，本发明的烷基基团还可任选被其他选自以下组的基团取代-R，、卣素(-X)、烷氧基(-0R，)、硫醚或巯基(-SR，)、氨基(-NR，2)、甲硅烷基(-SiR，3)、羧基(-C00R，)、氰基(-CN)、酰基(-(C-O)R，)和酰胺基(-C0NR2，)，其中R，可为氯，或者Cw2烷基、优选(V1()烷基、
更优选C3-8烷基。
所述定义"d-u烷基"涵盖本文对烷基基团的最宽泛定义。具体而言，所述定义包括例如以下含义甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、1，3-二甲基丁基、3，3-二曱基丁基、正庚基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基。
关于本发明，除非有不同定义，否则芳基基团为芳香族的烃基团，其可具有一个、两个或更多个选自0、 N、 P和S的杂原子，并可任选被其他选自以下的基团取代-R，、卣素(-X)、烷氧基(-0R，)、硫醚或巯基(-SR，)、氨基(-NR，2)、甲硅烷基(-SiR，3)、羧基(-C00R，)、氰基(-CN)、酰基(-(C-O)R，)和酰胺基(_C0NR2，)，其中R，可为氢，或者d-u烷基、优选Cw。烷基、更优选C^烷基。
所述定义"Chs芳基"涵盖本文对具有5至18个骨架碳原子的芳基基团的最宽泛定义。具体而言，所述定义包括例如以下含义环戊二烯基、苯基、环庚三烯基、环辛四烯基、萘基和蒽基。
关于本发明，除非有不同定义，否则杂芳基基团为具有一个、两个、三个或更多个选自0、 N、 P和S的杂原子的芳香族烃基团，其可任选被其他选自以下组的基团取代-R，、离素(-X )、烷氧基(-OR，)、硫醚或巯基(-SR，)、氨基(-NR，2)、曱硅烷基(-SiR，3)、羧基(-COOR，)、氰基(-CN)、酰基(-(C-O)R，)和酰胺基(-C0NR2，)，其中R，可为氢，或者d-u烷基、优选Cw。烷基、更优选C3-8烷基。
所述定义""-18杂芳基"涵盖本文对具有5至18个骨架碳原子、且其中所述骨架碳原子可被上述杂原子代替的芳基基团的最宽泛定义。具体而言，所述定义包括例如以下含义2-呋喃基、3-呋喃基、2-噢汾基、3-漆汾基、2-p比咯基、3-p比咯基、3-异噁唑基、4-异噁唑基、5-异噁唑基、3-异噻唑基、4-异噻唑基、5-异噻唑基、3-吡唑基、4一p比峻基、5—p比峻基、2-噁峻基、4-噁喳基、5-噁峻基、2-蓉峻基、
4- 噻唑基、5-噻唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、1， 2, 4-噁二唑-3-基、1， 2， 4-噁二唑-5-基、1，2，4-瘗二唑-3-基、1,2，4-瘗二唑-5-基、1， 2， 4-三唑-3-基、1, 3， 4-噁二唑-2-基、1， 3， 4-噻二唑-2-基和1， 3， 4-三唑-2-基；l-吡咯基、l-吡唑基、1，2，4-三唑-l-基、l-咪唑基、1,2，3-三唑-1-基、1， 3,4-三唑-l-基；3-哒溱基、4-哒溱基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、
5- 嘧啶基、2-吡嗪基、1,3，5-三嗪-2-基和1,2,4-三嗪-3-基。
关于本发明，除非有不同定义，否则芳基烷基基团(芳烷基基团)
6为被芳基基团取代的烷基基团，其可具有d-8亚烷基链，并且其芳基
骨架或亚烷基链可被一个或多个选自0、 N、 P和S的杂原子取代，还可任选被其他选自以下组的基团取代-R，、卣素(-X )、烷氧基(-OR，)、硫醚或巯基(-SR，)、氨基(-NR，2)、曱硅烷基(-SiR，3)、羧基(-COOR，)、氰基(-CN)、酰基(-(C=0)R，)和酰胺基(-C0NR2，)，其中R，可为氩，或者d—12烷基、优选Cw。烷基、更优选CH烷基。
所述定义"C7—19芳烷基基团"涵盖本文对骨架和亚烷基链具有总计7至19个碳原子的芳基烷基基团的最宽泛定义。具体而言，所述定义包括例如千基和苯乙基的含义。
关于本发明，除非有不同定义，否则烷基芳基基团(烷芳基基团)为被烷基基团取代的芳基基团，其可具有d—8亚烷基链，并且其芳基骨架或亚烷基链可被一个或多个选自0、 N、 P和S的杂原子取代，还可任选被其他选自以下组的基团取代-R，、卣素(-X )、烷氧基(-OR，)、硫醚或巯基(-SR，)、氨基(-NR，2)、曱硅烷基(-SiR，3)、羧基(-COOR，)、氰基(-CN)、酰基(-(C-O)R，)和酰胺基(-C0NR2，)，其中R，可为氢，或者Cw2烷基、优选Cw。烷基、更优选Cw烷基。
所述定义"07-19烷基芳基基团"涵盖本文对骨架和亚烷基链具有总计7至19个碳原子的烷基芳基基团的最宽泛定义，具体而言，所述定义包括例如以下含义甲苯基、2, 3-二曱基苯基、2，4-二曱基苯基、2，5-二曱基苯基、2,6-二甲基苯基、3，4-二甲基苯基或3，5-二曱基苯基。
可通过本发明的方法由相应的式(II)的醛以高产率一步制备式(I)
的酰基氯。这是令人惊奇的，因为在无自由基引发剂的情况下用氯化
剂对式(II)化合物进行的氯化是通过一种截然不同的反应路线进行，
所述路线示于方案II中。<formula>formula see original document page 7</formula>优选使用式(II)的醛一一其中所给取代基各自定义如下一_实施本发明方法。所述优选、特别优选和极特别优选的定义适用于其中含有所述具体取代基的所有化合物。
在式(I)和(II)中，
R1 为氢、d—12烷基、d-4烷氧基-d-U烷基、未取代或取代的Cws
芳基、未取代或取代的Cw9芳烷基、未取代或取代的Cw9烷
芳基、未取代或取代的Cw8杂芳基以及具有l至5个卣原子的Cw2面代烷基；优选d至Cs烷基，更优选曱基；
R2 为氢、卣素、Cw2烷基、Cw烷氧基-CH2烷基、未取代或取代
的芳基、未取代或取代的Cw9芳烷基、未取代或取代的Cw9
烷芳基、未取代或取代的Cws杂芳基以及具有1至5个面原子的Cw2囟代烷基；优选氢、囟素、Cw烷基及d—5卣代烷基，更优选曱基；X 为氟、氯或溴，优选氟和氯，更优选氯。
在本发明方法的实施过程中用作起始原料的式(n)的醛在现有技
术中已有描述，或可通过已知方法例如DMF与P0Cl3的Vilsmeier-Haack反应制得。
所述式(II)的取代醛与所述氯化剂通常以1: 3至3: 1、优选1: 1. 4至1:1的摩尔比使用。
所用氯化剂可为氯或一种释氯剂。所述反应可任选在一种惰性稀释气例如氮、二氧化碳或稀有气体的存在下进行。并非进行穷举，合适的氯化剂为，例如Ch、 S02C12、 S0Ch、 N-氯代丁二酰亚胺或其混合物。优选使用Cl2、 S02Ch或其混合物作为氯化剂。特别优选Ch作为氯化剂。
根据本发明，所述氯化反应在自由基条件下实现。其先决条件是形成氯自由基。
自由基可通过不同方法形成，这些方法在之前的现有技术中已有描述，并为本领域技术人员所熟知。
原则上，自由基可通过以下三种途径获得(a)键的均裂；(b)与其它自由基反应；以及(c)单电子转移。在通过均裂引发自由基产生的情况下，不稳定键通过热、光化学或辐解断裂。关于本发明，所述自由基条件优选通过在自由基引发剂的存在下使取代醛与氯化剂反应而产生，或通过照射而产生。
已知在热和/或光的作用下，有机过氧化物或偶氮化合物会分解为自由基，其可引发自由基氯化反应。
合适的过氧化物和偶氮化合物的非穷举实例为过氧化氢叔丁基、
过氧化二苯曱酰、过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯、2，2，-偶氮二(异丁腈)、2，2，-偶氮二 (异丁酸)二曱酯、2，2，-偶氮二(2，4-二曱基戊腈)、过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯。
优选使用以下自由基引发剂2，2，-偶氮二 (异丁腈)、2，2，-偶氮二(2，4-二曱基戊腈)、过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯。以式(II)的醛为基准，所述自由基引发剂通常以0. 01至1 mol%、优选0. 1至0. 5 mol。/。的量使用。
在本发明的一个可选实施方案中，所述自由基还可通过使用电磁辐射照射而产生，优选使用光或X-射线。为此目的，可使用例如汞灯。
取代醛(II)与氯化剂的反应通常在于常规反应条件下呈惰性的稀释剂的存在下进行。所用稀释剂可为，例如单氯代或多氯代的脂肪族或芳香族烃、或其混合物。合适的稀释剂的实例为氯苯、二氯苯、三氯苯、氯曱苯、氯三氟曱苯、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳。优选的稀释剂为氯苯、1，2-二氯苯、1，3-二氯苯、1，4-二氯苯、1，2，3-三氯苯、1，2，4-三氯苯、4-氯三氟曱基苯、1，3，5-三氯苯、2-氯甲苯、3-氯甲苯、4-氯甲苯、或其混合物。特别优选使用氯苯。
以取代醛(II)为基准，所述稀释剂通常以20:1至1:20的比例使用，优选10: 1至1: 10。
所述取代醛(II)与氯化剂的反应可于例如-10至130*€进行；优选0-90匸。
可任选向反应混合物中加入除酸剂。所用除酸剂可为，例如碳酸钾、碳酸钠、碳酸钙、碳酸氢钾、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾。这些除酸剂也可以水溶液形式使用。
所述取代吡唑基氯(I)可使用常规后处理方法分离。在本文中，产物的熔点和沸点非常关键，其决定了该产品是蒸馏还是通过过滤分离。蒸馏后处理是优选的。
本发明的方法可以批处理或连续方式进行。本方法可在标准压力、减压或加压下进行。
本发明制备取代吡唑基氯的方法在以下实施例中予以描述，所述实施例进一步阐述以上描述。然而，所述实施例不应以限制性的方式被解释。
制备实施例
对比例无自由基氯化
于120分钟内，向处于80X:的300 g含有22. 7%的5-氯-l， 3-二曱基-lH-吡唑-4-甲醛的1,2-二氯苯溶液中逐滴加入58g硫酰氯。定量加入结束后，将反应溶液再搅拌3小时。将反应溶液冷却至201C并用GC进行分析。生成定量的4， 5-二氯-1， 3-二曱基-1H-吡唑。
实施例1
向48. 5 g 5-氯-1， 3-二曱基-lH-吡唑-4-曱醛于230 ml氯苯中的溶液中加入36 g碳酸钠。随后，在60t:,加入3. 9 g 2,2-偶氮异丁腈(AIBN )，并于4小时内通入24 g氯气及再添加6 g AIBN。气体通入结束后，将反应溶液继续搅拌30分钟。将固体滤出并用少量氯苯洗涤。溶剂除去后，得到5-氯-l， 3-二曱基-lH-吡唑-4-碳酰氯，产率为74%。
实施例2
向48 g 5-氯-l， 3-二曱基-lH-吡唑-4-甲醛于230ml氯苯中的溶液中加入36. 5 g碳酸钠。随后，于201C加入1. 2 g过氧化碳酸二(叔丁基环己基)酯，并将所得混合物加热至40"C。于4小时内通入24g氯气。气体通入结束后，将反应溶液于401C继续搅拌30分钟。将固体滤出并用少量氯苯洗涤。溶剂除去后，得到5-氯-l，3-二甲基-lH-吡唑-4-碳酰氯， 产率为68%。
实施例3
在保护气存在下，向48 g 5-氯-1， 3-二甲基-lH-吡唑-4-甲醛于230 ml氯苯中的溶液中加入51. 8 g碳酸钾。随后，在汞灯照射下，在20。C、于4小时内通入24 g氯气。气体通入结束后，将反应溶液在照射下于20'C继续搅拌20分钟。将固体滤出并用少量氯苯洗涤。溶剂除去后，得到5-氯-1， 3-二曱基-lH-吡唑-4-碳酰氯，产率为95%。实施例4
在保护气存在下，向48 g 5-氯-1，3-二曱基-lH-吡唑-4-甲醛于195 ml氯苯中的溶液中加入39. 8 g碳酸钠。随后，在汞灯照射下，在20X:、于3. 5小时内通入24 g氯气。气体通入结束后，将反应溶液在照射下于20X:继续搅拌20分钟。将固体滤出并用少量氯苯洗涤。溶剂除去后，得到5-氯-l， 3-二曱基-lH-吡唑-4-碳酰氯，产率为87%。
实施例5
在保护气存在及汞灯照射下，于3(TC于4小时内向48 g 5-氯-l， 3-二曱基-lH-吡唑-4-曱醛于230 ml氯苯中的溶液中通入19. 2 g氯气。气体通入结束后，将反应溶液在照射下于301C继续搅拌20分钟。将反应溶液冷却至5。C，将固体滤出并用少量氯苯洗涤。溶剂除去后，得到5-氯-1， 3-二曱基-lH-吡唑-4-碳酰氯，产率为87%。
实施例6
在80C，于4小时内将68 g疏酰氯和70. 5 g 2. 5°/。的2， 2-偶氮异丁腈(AIBN)的溶液同时逐滴加入300 g 22. 7%的5-氯-l， 3-二曱基-lH-吡唑-4-甲醛的1，2-二氯苯溶液中。定量加入结束后，将反应液继续搅拌2小时。溶剂除去后，得到5-氯-1,3-二曱基-1H-吡唑-4-碳酰氯，产率为72%。
实施例7
首先于10"C加入11 g 10%的5-氯-l， 3-二曱基-lH-吡唑-4-曱醛的l，2-二氯苯溶液，随后加入4. 6 g碳酸钾于20 ml水中的溶液。在汞灯照射下，于IO"C于1小时内通入8 g氯气。气体通入结束后，将反应溶液与水混合，然后将有机相移出并用水洗涤。溶剂除去后，得到5-氯-l， 3-二曱基-lH-吡唑-4-碳酰氯，产率为77%。
ii
权利要求
1.制备通式(I)的取代吡唑碳酰氯的方法，其中R1为氢、烷基、烷氧基烷基、未取代或取代的芳基、未取代或取代的芳烷基、未取代或取代的杂芳基及卤代烷基，R2为氢、卤素、烷基、烷氧基烷基、未取代或取代的芳基、未取代或取代的芳烷基、未取代或取代的杂芳基及卤代烷基，X为氟、氯或溴，其特征在于，在自由基条件下使式(II)的醛与一种氯化剂反应，其中R1、R2和X各自定义如上。
2. 权利要求1的方法，其特征在于R1为d至C3烷基，R2为氢、囟素、烷基和卣代烷基，并且X 为氯、溴或氟。
3. 权利要求1或2的方法，其特征在于R1为甲基，R2为曱基，并且X 为氯或氟。
4. 权利要求1至3之一的方法，其中所述自由基条件通过存在一种自由基引发剂或通过照射而产生。
5. 权利要求1至4之一的方法，其中所述反应在一种除酸剂的存在下进行。,1.制备通式(I)的取代吡唑碳酰氯的方法，R2\ COCI其中R1 为氢、烷基、烷氧基烷基、未取代或取代的芳基、未取代或取代的芳烷基、未取代或取代的杂芳基及囟代烷基，R2为氢、卣素、烷基、烷氧基烷基、未取代或取代的芳基、未取代或取代的芳烷基、未取代或取代的杂芳基及卣代烷基，X 为氟、氯或溴，其特征在于，在自由基条件下使式(II)的醛与一种氯化剂反应，R2\ CHOIXNIRXN—R
6.权利要求1至5之一的方法，其中所述反应在一种碱水溶液的存在下进行。
全文摘要
本发明涉及一种在自由基条件下通过氯化式(II)的醛而制备取代吡唑碳酰氯的方法。
文档编号C07D231/16GK101600695SQ200880002458
公开日2009年12月9日 申请日期2008年1月9日 优先权日2007年1月18日
发明者A·斯特劳布, J-D·海因里希, M·J·福特, N·卢, T·沃尔 申请人:拜尔农作物科学股份公司