本发明涉及有机合成领域，尤其涉及一种5-二氟甲氧基-3-三氟甲基-1-甲基吡唑的合成方法。
背景技术：
砜吡草唑(pyroxasulfone)pyroxasulfone是由日本组合化学工业株式会社(kumiaichemicalindustryco.,ltd.)与庵原化学工业株式会社(iharachemicalindustryco.,ltd.)开发的可有效防除玉米田、大豆田及小麦田的禾本科和阔叶杂草的新型苗前除草剂。
对于生产用作除草剂的异噁唑衍生物中间体的吡唑衍生物的合成方法，例如公开号cn1678588的中国专利公开了吡唑环衍生物的生产案例，其中合成方案都是用相应的肼衍生物和乙酰乙酸乙酯衍生物构建吡唑环化合物，上述方法有明显的缺点：产物选择性差、产率低，且肼衍生物毒性高，不利于操作人员的身体健康，对环境也不够友好。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：提供一种不使用有毒的肼衍生物，且选择性好、产率高的5-二氟甲氧基-3-三氟甲基-1-甲基吡唑的合成方法。
在本发明的第一方面，提供了一种5-二氟甲氧基-3-三氟甲基-1-甲基吡唑的合成方法，包括如下步骤：
(1)1-甲基吡唑在金属试剂的作用下，与卤化剂反应，生成5-卤代-1-甲基吡唑；
(2)5-卤代-1-甲基吡唑在碱的催化下，与二氟甲醇反应得到1-甲基-5-二氟甲氧基吡唑；
(3)1-甲基-5-二氟甲氧基吡唑在可见光催化及光催化剂作用下，与三氟甲基化试剂反应得到5-二氟甲氧基-3-三氟甲基-1-甲基吡唑；
优选的，所述步骤(1)中的5-卤代-1-甲基吡唑选自5-氯-1-甲基吡唑、5-溴-1-甲基吡唑或5-碘-1-甲基吡唑。
优选的，所述步骤(1)中的金属试剂选自fe、mg或al的离子化合物及离子化合物络合物；具体的，所述金属试剂选自fecl3、febr3、mgcl2或alcl3。
优选的，所述步骤(1)中卤化剂选自cl2、br2或i2。
优选的，所述步骤(1)中1-甲基吡唑、卤化剂与金属试剂的摩尔比为1：1～2：0.05～0.2。
优选的，所述步骤(2)中的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、三乙胺或吡啶等。
优选的，所述步骤(2)中5-卤代-1-甲基吡唑、二氟甲醇与碱的摩尔比为1：1～1.5：1～3。
优选的，所述步骤(3)中三氟甲基化试剂选自三氟乙酸、三氟碘甲烷、三氟溴甲烷、三氟甲磺酰氯或togni试剂。
优选的，所述步骤(3)中光催化剂选自ir和ru的联吡啶络合物，具体的选自ir(ppy)3或ru(bpy)3cl2。
优选的，所述步骤(3)中1-甲基-5-二氟甲氧基吡唑、三氟甲基化试剂与催化剂的摩尔比为1：1.0～1.3：0.01～0.1。
优选的，所述所述步骤(3)中使用的可见光光源功率不小于12w。
本发明中化合物的中文命名与结构式有冲突的，以结构式为准。
本发明的有益效果在于通过对路线的重新设计，使得可以通过使用更便宜易得、且毒性较小的原料，高产率、高选择性的获得5-二氟甲氧基-3-三氟甲基-1-甲基吡唑。
具体实施方式
以下结合实例说明本发明，但不限制本发明。在本领域内，技术人员对本发明所做的简单替换或改进均属于本发明所保护的技术方案内。
实施例1
(1)5-溴-1-甲基吡唑的合成
在0度下向8.2g(100mmol)1-甲基吡唑溶解在100ml甲基叔丁基醚的溶液中加入2.96g(10mmol)febr3；搅拌条件下滴加16g(100mmol)br2。在室温下搅拌，通过tlc跟踪反应结束。确定反应结束后，将体系过滤，滤液倒入水中，依次用na2s2o3溶液，水洗涤，分液。将得到的有机相用无水硫酸镁干燥，减压蒸发除去溶剂，得到14.5g(产率：90.0％，纯度98％)5-溴-1-甲基吡唑。
1h-nmr(400mhz,cdcl3):δ7.43(d,j＝1.8hz,1h),6.41(d,j＝1.8hz,1h),3.88(s,3h)。
(2)1-甲基-5-二氟甲氧基吡唑的合成
室温下向16g(100mmol)5-溴-1-甲基吡唑溶解在100ml四氢呋喃的溶液中加入4g(100mmol)naoh，搅拌下加入7g(103mmol)二氟甲醇。接下来升高温度回流反应至结束。确认反应结束后，将四氢呋喃减压除去，残渣倒入水中并用乙酸乙酯萃取，所得到的有机相用水洗涤，用无水硫酸钠干燥。减压蒸发除去乙酸乙酯，得到11.8g(产率80.2％，纯度99％)1-甲基-5-二氟甲氧基吡唑。
1h-nmr(400mhz,cdcl3):δ6.36(t,j＝20hz,1h),6.87(d,j＝1.8hz,1h),5.72(d,j＝1.8hz,1h),3.59(s,3h)。
(3)5-二氟甲氧基-3-三氟甲基-1-甲基吡唑的合成
室温，氮气保护下向2.96g(20mmol)1-甲基-5-二氟甲氧基吡唑溶解在50ml乙腈的溶液中加入三氟甲磺酰氯3.7g(22mmol)，ru(bpy)3cl21.3g(2mmol)。接下来将体系放在12w的led白光下照射至反应完全。确认反应结束后，将体系倒入水中用乙酸乙酯萃取，所得到的有机相用水洗涤，无水硫酸钠干燥。减压蒸发除去乙酸乙酯，得到3.40g(产率88.1％，纯度85％)的5-二氟甲氧基-3-三氟甲基-1-甲基吡唑。
1h-nmr(400mhz,cdcl3):δ6.55(t,j＝20hz,1h),6.16(s,1h),3.79(s,3h)。
实施例2
(1)5-氯-1-甲基吡唑的合成
在0度下向8.2g(100mmol)1-甲基吡唑溶解在100ml甲基叔丁基醚的溶液中加入0.67g(5mmol)alcl3；搅拌条件下通入10.7g(150mmol)氯气；在室温下搅拌，通过tlc跟踪反应结束。确定反应结束后，将体系过滤，滤液倒入水中，依次用na2s2o3溶液，水洗涤，分液。将得到的有机相用无水硫酸镁干燥，减压蒸发除去溶剂，得到10.8g(产率：91.2％，纯度98％)5-氯-1-甲基吡唑。
(2)1-甲基-5-二氟甲氧基吡唑的合成
室温下向11.7g(100mmol)5-氯-1-甲基吡唑溶解在100ml四氢呋喃的溶液中加入21.2g(200mmol)naco3，搅拌下加入7.5g(110mmol)二氟甲醇。接下来升高温度回流反应至结束。确认反应结束后，将四氢呋喃减压除去，残渣倒入水中并用乙酸乙酯萃取，所得到的有机相用水洗涤，用无水硫酸钠干燥。减压蒸发除去乙酸乙酯，得到11.9g(产率81.0％，纯度99％)1-甲基-5-二氟甲氧基吡唑。
(3)5-二氟甲氧基-3-三氟甲基-1-甲基吡唑的合成
室温，氮气保护下向2.96g(20mmol)1-甲基-5-二氟甲氧基吡唑溶解在50ml乙腈的溶液中加入三氟甲磺酰氯3.4g(20mmol)，ru(bpy)3cl20.65g(1mmol)。接下来将体系放在15w的led白光下照射至反应完全。确认反应结束后，将体系倒入水中用乙酸乙酯萃取，所得到的有机相用水洗涤，无水硫酸钠干燥。减压蒸发除去乙酸乙酯，得到3.37g(产率87.6％，纯度85％)的5-二氟甲氧基-3-三氟甲基-1-甲基吡唑。
实施例3
(1)5-溴-1-甲基吡唑的合成
在0度下向8.2g(100mmol)1-甲基吡唑溶解在100ml甲基叔丁基醚的溶液中加入5.92g(20mmol)febr3；搅拌条件下滴加32g(200mmol)br2。在室温下搅拌，通过tlc跟踪反应结束。确定反应结束后，将体系过滤，滤液倒入水中，依次用na2s2o3溶液，水洗涤，分液。将得到的有机相用无水硫酸镁干燥，减压蒸发除去溶剂，得到14.5g(产率：90.5％，纯度98％)5-溴-1-甲基吡唑。
(2)1-甲基-5-二氟甲氧基吡唑的合成
室温下向16g(100mmol)5-溴-1-甲基吡唑溶解在100ml四氢呋喃的溶液中加入16.8g(300mmol)koh，搅拌下加入10.2g(150mmol)二氟甲醇。接下来升高温度回流反应至结束。确认反应结束后，将四氢呋喃减压除去，残渣倒入水中并用乙酸乙酯萃取，所得到的有机相用水洗涤，用无水硫酸钠干燥。减压蒸发除去乙酸乙酯，得到12.0g(产率81.4％，纯度99％)1-甲基-5-二氟甲氧基吡唑。
(3)5-二氟甲氧基-3-三氟甲基-1-甲基吡唑的合成
室温，氮气保护下向2.96g(20mmol)1-甲基-5-二氟甲氧基吡唑溶解在50ml乙腈的溶液中加入三氟碘甲烷5.1g(26mmol)，ir(ppy)30.13g(0.2mmol)。接下来将体系放在12w的led白光下照射至反应完全。确认反应结束后，将体系倒入水中用乙酸乙酯萃取，所得到的有机相用水洗涤，无水硫酸钠干燥。减压蒸发除去乙酸乙酯，得到3.30g(产率88.7％，纯度88％)的5-二氟甲氧基-3-三氟甲基-1-甲基吡唑。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。