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CN119504588A - 一种含氟吡唑衍生物的制备方法 - Google Patents

一种含氟吡唑衍生物的制备方法 Download PDF

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CN119504588A
CN119504588A CN202411649535.1A CN202411649535A CN119504588A CN 119504588 A CN119504588 A CN 119504588A CN 202411649535 A CN202411649535 A CN 202411649535A CN 119504588 A CN119504588 A CN 119504588A
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difluoromethyl
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CN202411649535.1A
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李凌云
李云峰
周同同
张照坡
张梦蕾
梁鹏超
崔芽芽
侯小刚
司文芳
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Duofudo New Material Co ltd
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Duofudo New Material Co ltd
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Abstract

本发明涉及农药杀菌剂中间体合成技术领域,公开了一种含氟吡唑衍生物的制备方法,3‑(羟甲基)‑1‑甲基‑1H‑吡唑‑4‑羧酸甲酯与氧化剂在第一溶剂中反应得到3‑甲酰基‑1‑甲基‑1h‑吡唑‑4‑羧酸乙酯;DAST试剂、第二溶剂与3‑甲酰基‑1‑甲基‑1h‑吡唑‑4‑羧酸乙酯反应得到3‑(二氟甲基)‑1‑甲基‑1H‑吡唑‑4‑羧酸乙酯;将3‑(二氟甲基)‑1‑甲基‑1H‑吡唑‑4‑羧酸乙酯在碱性水溶液中水解得3‑二氟甲基‑1H‑甲基吡唑‑4‑羧酸。本发明合成方法简单,合成路线较短,收率较高,三废较少;直接采用带有吡唑环的试剂,避免了在关环过程中使用剧毒品甲基肼。

Description

一种含氟吡唑衍生物的制备方法
技术领域
本发明涉及农药杀菌剂中间体合成技术领域,特别是涉及一种含氟吡唑衍生物的制备方法。
背景技术
3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸(俗称二氟吡唑酸),主要用于新一代杀菌剂—SDHI类杀菌剂的生产制备。琥珀酸脱氢酶(SDH)抑制剂,主要作用于呼吸链电子传递复合体域,阻断能量代谢,使病原菌的生长受到抑制,导致其死亡。其代表性药物有氟唑环菌胺(sedaxane)、苯并烯氟菌唑(benzovidiflupyr)、联苯吡菌胺(bixafen)、氟唑菌酰胺(fluxapyroxad)、吡唑萘菌胺(Pyrazolaphthalamine)。这类含氟化合物在细胞中普遍具有稳定性好、代谢快、脂溶性高的特点。3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸是合成吡唑萘菌胺等二氟吡唑甲酰胺类杀菌剂的重要中间体。
目前报道的合成方法主要包括:
(1)利用1,1,2,2-四氟乙醚裂解产物与二甲氨基丙烯酸乙酯进行反应,之后以甲基肼为原料合成吡唑环。该方法步骤简单,但是四氟乙醚在裂解时温度及其较高,比较危险且产率较低。
(2)利用二氟乙酸乙酯为原料,经过缩合、环化、水解制得二氟吡唑酸,路线虽短,但含氟原料作为起始原料受市场价格影响较大,若不能自给含氟原料,利润将大打折扣。
(3)以丙炔醇、次氯酸钠、酰氯、二甲胺、二氟乙酸、水合肼为原料反应合成。该路线原料廉价易得,收率较高,而且反应条件温和,存在的问题为原料丙炔醇剧毒,合成的步骤较长,产生的三废较多且难处理。
因此,亟需一种含氟吡唑衍生物的制备方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明目的在于,针对现有技术中3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸的合成过程中用到剧毒品,再加上现有工艺中原料昂贵,收率低,三废较多等不足,提供一种农药杀菌剂的含氟吡唑衍生物合成方法,该方法使用的原料廉价易得,步骤简单,所使用的原料皆为无毒,收率较高,具有很好的工业生产价值。
为达到上述目的,本发明是按照以下技术方案实施的:
一种含氟吡唑衍生物的制备方法,所述含氟吡唑衍生物为式(Ⅰ)所示的3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸;
所述制备方法包括以下步骤:
S1,氧化反应:
由式(Ⅱ)所示的3-(羟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸甲酯与氧化剂在第一溶剂中反应得到式(Ⅲ)所示的中间体3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯;
S2,DAST反应:
由DAST试剂、第二溶剂与式(Ⅲ)所示的中间体3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯反应得到式(Ⅳ)所示的中间体3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯;
S3,水解反应:
将式(Ⅳ)所示的中间体3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯在碱性水溶液中水解得式(Ⅰ)所示的3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸;
优选的,所述步骤S1中,所述的氧化剂为高锰酸钾、二氧化锰中的至少一种;氧化剂与1-甲基-3-氧代-2,3-二氢吡唑-4-甲酸乙酯的摩尔比为2~3:1。
优选的,所述步骤S1中,第一溶剂为二氯甲烷。
优选的,所述步骤S1的反应温度为室温,反应时间为6~8h。具体的,室温为25℃。
进一步优选的,所述步骤S1中,氧化剂与1-甲基-3-氧代-2,3-二氢吡唑-4-甲酸乙酯的摩尔比为2.2:1。
进一步优选的,所述步骤S1中,氧化剂为二氧化锰。
进一步优选的,所述步骤S1中,反应时间为6h。
优选的,所述步骤S2中,所述的DAST试剂为二乙胺基三氟化硫,DAST试剂与3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯的摩尔比为1.2~1.5:1。
优选的,所述步骤S2中,所述第二溶剂为二氯甲烷。
优选的,所述步骤S2中,反应温度为室温,反应时间2h。具体的,室温为25℃。
进一步优选的,所述步骤S2中,DAST试剂与3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯的摩尔比1.5:1。
优选的,所述步骤S3中,碱性水溶液中的碱为KOH或NaOH;碱性水溶液中的碱与3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯的摩尔比为0.15~0.2:1。
优选的,所述步骤S3的水解过程中还使用了有机溶剂,有机溶剂的使用量与碱性水溶液的体积相同;所述有机溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃中的一种。
具体的,碱性水溶液的浓度为15M/L(mol/L)。
优选的,所述步骤S3中,水解反应的反应温度为25~40℃,反应时间为8h。
进一步优选的,所述步骤S3中,所述有机溶剂为四氢呋喃。
进一步优选的,所述步骤S3中,碱性水溶液其中的碱为NaOH。
进一步优选的,所述步骤S3中,碱性水溶液中的碱与3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯的摩尔比为0.15:1。
具体的,所述步骤S1如下:
氮气保护条件下,向反应容器内加入二氯甲烷、3-(羟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸甲酯,MnO2,在室温条件下反应6h后得到反应液,将反应液用水淬灭,使用二氯甲烷提取有机相,有机相经浓缩后得式(Ⅲ)所示的中间体3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯。
具体的,所述步骤S2如下:
将步骤S1得到的式(Ⅲ)所示的中间体3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯溶于二氯甲烷中,加入二乙胺基三氟化硫,室温条件下反应2h后得到反应液,将反应液用水淬灭,使用二氯甲烷提取有机相,有机相经浓缩后得式(Ⅳ)所示的中间体3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯。
具体的,所述步骤S3如下:
将步骤S2得到的3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯溶于15M/L的NaOH水溶液和有机溶剂THF中,室温条件下反应8h后得到反应液,将反应液中的四氢呋喃蒸发掉得到水相,水相用HCl调节pH至6,过滤,滤饼为白色固体3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸。
有益效果:
(1)本发明提高了一种新的合成3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸的方法,反应过程中DAST作为氟化试剂,合成方法简单。
(2)本发明直接采用带有吡唑环的试剂,避免了在关环过程中使用剧毒品甲基肼。甲基肼为剧毒品,对环境和工人造成伤害较大。
(3)本发明采用的合成路线较短,收率较高,三废较少。
附图说明
图1为本发明实施例1得到的白色固体3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸的核磁谱图。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明作进一步描述,在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
本发明所有原料,对其来源没有特别限制,在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明所有原料,对其纯度没有特别限制,本发明优选采用本领域使用的常规纯度。
本发明所使用的装置,对其没有特别限制的均采用本领域常用的装置。
实施例1
一种含氟吡唑衍生物的制备方法,包括以下步骤:
S1,氧化反应:
氮气保护条件下,向100ml三口烧瓶中加入30ml二氯甲烷、9.2g(0.05mol)3-(羟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸甲酯,9.57g(0.11mol)MnO2,室温(25℃)条件下反应6h后,将反应液用水淬灭,二氯甲烷提取有机相,有机相经浓缩后得中间体3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯(式Ⅲ)9g(0.0495mol)纯度98%,收率99%。
S2,DAST反应:
将上述中间体3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯(式Ⅲ)9g(0.0495mol)溶于30ml二氯甲烷中,加入12g(0.07mol)二乙胺基三氟化硫,室温(25℃)条件下反应2h后,将反应液用水淬灭,二氯甲烷提取有机相,有机相经浓缩后得中间体3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯(式Ⅳ)9.1g(0.045mol)纯度99%,收率90%。
S3,水解反应:
将上一步中的产物3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯(式Ⅳ)9.1g(0.045mol)溶于10ml的15M/L的NaOH水溶液和10ml的有机溶剂THF的混合物中,室温(25℃)条件下反应8h后,将反应液中的四氢呋喃蒸发掉,水相用HCl调节pH至6,过滤,滤饼为白色固体3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸7.5g(0.043mol)纯度99%,收率95%。
如图1所示,为本发明实施例1得到的白色固体3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸的核磁谱图。
实施例2
一种含氟吡唑衍生物的制备方法,包括以下步骤:
S1,氧化反应:
氮气保护条件下,向100ml三口烧瓶中加入30ml二氯甲烷、9.2g(0.05mol)3-(羟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸甲酯,17.38g(0.11mol)KMnO4,室温(25℃)条件下反应6h后,将反应液用水淬灭,二氯甲烷提取有机相,有机相经浓缩后得中间体3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯(式Ⅲ)8.64g(0.0475mol)纯度98%,收率95%。
S2,DAST反应:
将上述中间体3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯(式Ⅲ)8.64g(0.0475mol)溶于30ml二氯甲烷中,加入11.47g(0.07mol)二乙胺基三氟化硫,室温(25℃)条件下反应2h后,将反应液用水淬灭,二氯甲烷提取有机相,有机相经浓缩后得中间体3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯(式Ⅳ)7.75g(0.038mol)纯度95%,收率80%。
S3,水解反应:
将上一步中的产物3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯(式Ⅳ)7.75g(0.038mol)溶于10ml的15M/L的NaOH水溶液和10ml的有机溶剂THF的混合物中,室温(25℃)条件下反应8h后,将反应液中的四氢呋喃蒸发掉,水相用HCl调节pH至6,过滤,滤饼为白色固体3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸6.35g(0.036mol)纯度99%,收率95%。
实施例3
一种含氟吡唑衍生物的制备方法,包括以下步骤:
S1,氧化反应:
氮气保护条件下,向100ml三口烧瓶中加入30ml二氯甲烷、9.2g(0.05mol)3-(羟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸甲酯,9.57g(0.11mol)MnO2,室温(25℃)条件下反应6h后,将反应液用水淬灭,二氯甲烷提取有机相,有机相经浓缩后得中间体3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯(式Ⅲ)9g(0.0495mol)纯度98%,收率99%。
S2,DAST反应:
将上述中间体3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯(式Ⅲ)9g(0.0495mol)溶于30ml二氯甲烷中,加入12g(0.07mol)二乙胺基三氟化硫,室温(25℃)条件下反应2h后,将反应液用水淬灭,二氯甲烷提取有机相,有机相经浓缩后得中间体3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯(式Ⅳ)9.1g(0.045mol)纯度99%,收率90%。
S3,水解反应:
将上一步中的产物3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯(式Ⅳ)9.1g(0.045mol)只溶于10ml的15M/L的NaOH水溶液中,室温(25℃)条件下反应8h后,水相用HCl调节pH至6,过滤,滤饼为白色固体3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸6.89g(0.039mol)纯度95%,收率87%。
实施例4
一种含氟吡唑衍生物的制备方法,包括以下步骤:
S1,氧化反应:
氮气保护条件下,向100ml三口烧瓶中加入30ml二氯甲烷、9.2g(0.05mol)3-(羟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸甲酯,9.57g(0.11mol)MnO2,室温(25℃)条件下反应6h后,将反应液用水淬灭,二氯甲烷提取有机相,有机相经浓缩后得中间体3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯(式Ⅲ)9g(0.0495mol)纯度98%,收率99%。
S2,DAST反应:
将上述中间体3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯(式Ⅲ)9g(0.0495mol)溶于30ml二氯甲烷中,加入12g(0.07mol)二乙胺基三氟化硫,室温(25℃)条件下反应2h后,将反应液用水淬灭,二氯甲烷提取有机相,有机相经浓缩后得中间体3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯(式Ⅳ)9.1g(0.045mol)纯度99%,收率90%。
S3,水解反应:
将上一步中的产物3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯(式Ⅳ)9.1g(0.045mol)溶于10ml的15M/L的NaOH水溶液和10ml的有机溶剂THF的混合物中,40℃条件下反应8h后,将反应液中的四氢呋喃蒸发掉,水相用HCl调节pH至6,过滤,滤饼为白色固体3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸7.12g(0.04mol)纯度93%,收率90%。
对比例1
向250mL三口烧瓶中100mL乙酸乙酯、12.5g(0.10mol)二氟乙酸乙酯,5.3g(0.10mol)乙醇钠,30℃下反应6h,冷却至室温(25℃),加入20.0g(0.10mol)98%浓硫酸,过滤,减压蒸馏,得10.5g4,4-二氟乙酰乙酸乙酯,收率72.5%,纯度80%。
向100mL单口瓶中加入8.7g(0.05mol)4,4二氟乙酰乙酸乙酯41.5g(0.40mol)乙酸酐,14.9g(0.1mol)原甲酸三乙酯,120℃下反应12h,反应结束后蒸馏得2-乙氧基亚甲基-4,4-二氟乙酰乙酸乙酯,收率73.8%,纯度85.6%。
向100mL四口烧瓶中加入4.7g(0.02mol)2-乙氧基亚甲基-4,4-二氟乙酰乙酸乙酯40mL甲苯,4.3g(0.03mol)甲基肼,2.4g(0.06mol)氢氧化钠,90℃下反应3h。萃取干燥得3.8g 3-二氟甲基-1-甲基吡唑-4-甲酸乙酯,收率81.5%,纯度88.2%。
向100mL反应瓶中加入4.3g(0.02mol)3-二氟甲基-1-甲基吡唑-4-甲酸乙酯,1.2g(0.03mol)氢氧化钠,30mL水,60℃下搅拌6h,反应结束后调节pH至6,滤得3.3g白色固体3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸纯度93%,收率80%。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制,凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形,均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含氟吡唑衍生物的制备方法,其特征在于:所述含氟吡唑衍生物为式(Ⅰ)所示的3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸;所述制备方法包括以下步骤:
S1,氧化反应:
由式(Ⅱ)所示的3-(羟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸甲酯与氧化剂在第一溶剂中反应得到式(Ⅲ)所示的中间体3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯;
S2,DAST反应:
由DAST试剂、第二溶剂与式(Ⅲ)所示的中间体3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯反应得到式(Ⅳ)所示的中间体3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯;
S3,水解反应:
将式(Ⅳ)所示的中间体3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯在碱性水溶液中水解得式(Ⅰ)所示的3-二氟甲基-1H-甲基吡唑-4-羧酸;
2.根据权利要求1所述的一种含氟吡唑衍生物的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,所述的氧化剂为高锰酸钾、二氧化锰中的至少一种;氧化剂与1-甲基-3-氧代-2,3-二氢吡唑-4-甲酸乙酯的摩尔比为2~3:1。
3.根据权利要求1所述的一种含氟吡唑衍生物的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,第一溶剂为二氯甲烷。
4.根据权利要求1所述的一种含氟吡唑衍生物的制备方法,其特征在于:所述步骤S1的反应温度为室温,反应时间为6~8h。
5.根据权利要求1所述的一种含氟吡唑衍生物的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中,所述DAST试剂与3-甲酰基-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸乙酯的摩尔比为1.2~1.5:1。
6.根据权利要求1所述的一种含氟吡唑衍生物的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中,所述第二溶剂为二氯甲烷。
7.根据权利要求1所述的一种含氟吡唑衍生物的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中,反应温度为室温,反应时间2h。
8.根据权利要求1所述的一种含氟吡唑衍生物的制备方法,其特征在于:所述步骤S3中,碱性水溶液中的碱为KOH或NaOH;碱性水溶液中的碱与3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯的摩尔比为0.15~0.2:1。
9.根据权利要求1所述的一种含氟吡唑衍生物的制备方法,其特征在于:所述步骤S3的水解过程中还使用了有机溶剂,有机溶剂的使用量与碱性水溶液的体积相同;所述有机溶剂为四氢呋喃。
10.根据权利要求1所述的一种含氟吡唑衍生物的制备方法,其特征在于:所述步骤S3中,水解反应的反应温度为25~40℃,反应时间为8h。
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