除草劑異丙吡草酯的制備方法
【專利摘要】除草劑異丙吡草酯的制備方法，涉及一種除草劑。從易得的2-氯-4-氟甲苯出發(fā)，經(jīng)過九步工藝反應，依次合成化合物(2)～(11)，得目標產(chǎn)物5-[4-溴-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]-2-氯-4-氟苯甲酸異丙酯(異丙吡草酯)，總產(chǎn)率達到42%，原料易得、操作簡便、條件溫和，具備工業(yè)化生產(chǎn)的條件。
【專利說明】除草劑異丙吡草酯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種除草劑，尤其是涉及一種除草劑5-[4-溴-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]-2-氯-4-氟苯甲酸異丙酯(異丙吡草酯)的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]異丙吡草酯(Fluazolate)，化學名稱為5-[4_溴-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]-2-氯-4-氟苯甲酸異丙酯，是孟山都公司研制的吡唑類新型觸殺類除草劑，主要用于防除闊葉雜草如豬殃殃、虞美人、野蘿卜等，是冬小麥除草的一線農(nóng)藥，在作物中無殘留，淋溶物對水體不構(gòu)成污染，是一類高效低毒的農(nóng)藥。
[0003]美國專利US5698708A報道了其合成方法:由2_氯_4_氟甲苯和乙酰氯先發(fā)生酰基化反應生成1-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)乙酮，其與三氟乙酰乙酸乙酯在堿的作用下合成相應的三氟-1，3 丁二酮衍生物，該中間體與水合肼反應構(gòu)建吡唑環(huán)，接著再進行甲基化、氧化、溴化、酯化反應得到異丙吡草酯，總產(chǎn)率約為30%。合成路線較為合理，主要缺陷為合成三氟-1，3 丁二酮衍生物產(chǎn)率較低，因為這步反應涉及的原料三氟乙酰乙酸乙酯價格昂貴，所以該步產(chǎn)率偏低大大增加了成本，同時構(gòu)建吡唑環(huán)的產(chǎn)率也不高。
[0004]文獻OrganicLetters, 2012, 14 (18)，4858 - 4861 報道了新的合成路線，該合成方法以碘代斯德酮衍生物為原料，先和氟磺?；宜峒柞グl(fā)生三氟甲基化反應，接著與
1-氯-4-乙炔基-5-氟-2-甲苯發(fā)生環(huán)加成反應得到N-甲基吡唑環(huán)，最后氧化、溴化、酯化反應得到目標產(chǎn)物。該路線產(chǎn)率良好，但是所用原料大多十分昂貴，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對上述合成路線存在的缺陷，提供一種原料易得、條件溫和、反應產(chǎn)率高的除草劑異丙吡草酯的制備方法。
[0006]所述除草劑異丙吡草酯的合成路線為:
【權(quán)利要求】
1.除草劑異丙吡草酯的制備方法，其特征在于其合成路線為:
2.除草劑異丙吡草酯的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)5-溴-2-氯-4-氟-甲苯⑵的合成 將2-氯-4-氟甲苯(I)和酸混合，再加入液溴反應后，冷卻，然后加入冰水和亞硫酸氫鈉，經(jīng)過萃取，干燥，濃縮和減壓蒸餾得到產(chǎn)物5-溴-2-氯-4-氟-甲苯(2); 2)4-氯-2-氟-5-甲基苯甲醛(3)的合成 將鎂條和碘加入四氫呋喃中，再加入5-溴-2-氯-4-氟-甲苯(2)，加熱回流反應后，溫度降至0°C，加入N，N-二甲基甲酰胺，攪拌，淬滅，萃取，干燥和濃縮，即得產(chǎn)物4-氯-2-氟-5-甲基苯甲醛(3)； 3)1-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)_4，4，4-三氟丁-2-炔-1-醇(4)的合成 (TC下，向二異丙基胺的四氫呋喃溶液中加入正丁基鋰溶液，攪拌，然后溫度降到-78 °C，依次加入2-溴-3，3，3-三氟丙烯和4-氯-2-氟-5-甲基苯甲醛(3)，反應，淬滅，萃取，干燥，濃縮，重結(jié)晶得到產(chǎn)物1-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-4，4，4-三氟丁 -2-炔-1-醇⑷； 4)3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-1-對甲苯磺酰-5-三氟甲基-2，3-二氫-1H-吡唑(5)和3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-2-對甲苯磺酰-5-三氟甲基-2，3-二氫-1H-吡唑(6)的合成 將1- (4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-4，4，4-三氟丁 -2-炔-1-醇(4)與對甲苯磺酰肼溶于溶劑中，在催化劑作用下加熱反應后，再冷卻至室溫，加水淬滅反應，萃取，干燥，濃縮得到混合物3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-1-對甲苯磺酰-5-三氟甲基-2，3- 二氫-1H-吡唑(5)和3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-2-對甲苯磺酰-5-三氟甲基-2，3-二氫-1H-吡唑⑶； 5)3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-5-三氟甲基-1H-吡唑(7)的合成 將二氫-1H-吡唑混合物3- (4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-1-對甲苯磺酰-5-三氟甲基-2，3-二氫-1H-吡唑(5)和3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)_2_對甲苯磺酰-5-三氟甲基-2，3-二氫-1H-吡唑(6)溶于N，N-二甲基甲酰胺，加入堿，反應后，加水猝滅，萃取，干燥，濃縮，得到產(chǎn)物3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-5-三氟甲基-1H-吡唑(7)； 6)1-甲基-3-[4-氯-2-氟-5-甲基-苯基-1-基]-5-三氟甲基吡唑(8)的合成3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-5-三氟甲基-1H-吡唑(7)和硫酸二甲酯在甲苯中加熱回流反應后，洗滌，萃取，干燥，濃縮和重結(jié)晶得到產(chǎn)物1-甲基-3-[4-氯-2-氟-5-甲基-苯基-1-基]-5-三氟甲基吡唑(8)； 7)2-氯-4-氟-5-[1_甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]苯甲酸(9)的合成 將1-甲基-3-[4-氯-2-氟-5-甲基-苯基-1-基]-5-三氟甲基吡唑⑶和催化量的Co (OAc) 2.4H20, Mn (OAc) 2.4H20,48%溴化氫醋酸溶液，過氧化二叔丁基的乙酸溶液加入高壓反應釜中，通02，加熱反應后，得產(chǎn)物2-氯-4-氟-5-[l-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]苯甲酸(9)； 8)5-[4_溴-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]-2-氯-4-氟苯甲酸(10)的合成 將2-氯-4-氟-5-[1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]苯甲酸(9)和乙酸混合，加入溴化鈉水溶液，加熱至70°C時加入次氯酸鈉水溶液反應，得產(chǎn)物5-[4-溴-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]-2-氯-4-氟苯甲酸(10)； 9)5-[4-溴-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]_2_氯-4-氟苯甲酸異丙酯(11)的合成 5-[4_溴-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]-2-氯-4-氟苯甲酸(10)與氯化亞砜加熱反應生成酰氯中間體，再與三乙胺和異丙醇反應酯化得到最終產(chǎn)物異丙吡草酯(11)。
3.如權(quán)利要求2所述除草劑異丙吡草酯的制備方法，其特征在于在步驟I)中，所述酸選自路易斯酸或質(zhì)子酸，所述路易斯酸可選自A1C13、FeCl3、ZnBr2中的一種，所述質(zhì)子酸可選自98%濃硫酸、乙酸中的一種；`所述反應的條件可為將2-氯-4-氟甲苯(I)和酸混合，加熱到30-80°C，再加入液溴，反應I-3h后，冷卻；所述2_氯-4-氟甲苯⑴和液溴的投料摩爾比可為1: (1.1-1.5)，所述酸的用量可為2-氯-4-氟甲苯(I)摩爾量的1%-5% ;亞硫酸氫鈉的用量可為2-氯-4-氟甲苯(I)摩爾量的0.1-0.5。
4.如權(quán)利要求2所述除草劑異丙吡草酯的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述5-溴-2-氯-4-氟-甲苯⑵和鎂條的投料摩爾比為1: (I-1.5)，碘的用量可為5-溴-2-氯-4-氟-甲苯(2)投料摩爾量的0.1%-1% ;所述加熱回流反應的條件可為:溫度50-80°C，時間I-3h ;所述N，N- 二甲基甲酰胺的用量可為5-溴-2-氯_4_氟-甲苯(2)投料摩爾量的I-1.5倍。
5.如權(quán)利要求2所述除草劑異丙吡草酯的制備方法，其特征在于在步驟3)中，所述4-氯-2-氟-5-甲基苯甲醛(3)、二異丙基胺、正丁基鋰及2-溴-3，3，3-三氟丙烯的投料摩爾比為1: (2-3): (2-3): (I-1.5);所述反應的時間可為I-3h。
6.如權(quán)利要求2所述除草劑異丙吡草酯的制備方法，其特征在于在步驟4)中，所述溶劑選自1，2-二氯乙烷、甲苯、乙腈中的一種；所述催化劑可選自AgOTf、Cu (OTf) 2、InCl3中的一種；所述加熱反應的條件可為:將1-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-4，4，4-三氟丁-2-炔-1-醇(4)與對甲苯磺酰肼溶于溶劑中，加熱到60-100°C，反應I-3h后，冷卻；所述1-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-4，4，4-三氟丁-2-炔-1-醇(4)與對甲苯磺酰肼的投料摩爾比可為1: (1.1-1.5)，所述催化劑的用量可為1-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-4，4，4-三氟丁 -2-炔-1-醇⑷摩爾量的3%-10%。
7.如權(quán)利要求2所述除草劑異丙吡草酯的制備方法，其特征在于在步驟5)中，所述堿選自叔丁醇鉀、氫氧化鈉、甲醇鈉中的一種；所述反應的條件可為:加熱溫度40-80°C，反應時間I-3h ;所述3- (4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-1-對甲苯磺酰-5-三氟甲基_2，3- 二氫-1H-吡唑(5)和3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-2-對甲苯磺酰-5-三氟甲基-2，3-二氫-1H-吡唑(6)和堿的投料摩爾比可為1: (1.1-1.5)。
8.如權(quán)利要求2所述除草劑異丙吡草酯的制備方法，其特征在于在步驟6)中，所述3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-5-三氟甲基-1H-吡唑(7)和硫酸二甲酯的投料摩爾比為1: (1.1-1.5);所述加熱回流反應的溫度可為100-130°C;所述洗滌可采用10%氫氧化鈉水溶液洗滌，所述10%氫氧化鈉水溶液的用量可為3- (4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-5-三氟甲基-1H-吡唑(7)摩爾量的5-20倍。
9.如權(quán)利要求2所述除草劑異丙吡草酯的制備方法，其特征在于在步驟7)中，Co (OAc)2.4Η20、Mn (OAc)2.4Η20、48%溴化氫醋酸溶液和過氧化二叔丁基的用量分別為1-甲基-3-[4-氯-2-氟-5-甲基-苯基-1-基]-5-三氟甲基吡唑⑶摩爾量的0.1%-0.5%、0.1%-0.5%、0.5%-1.5%和0.5%-1.5% ；02用量為壓強控制為200-400psi ;所述加熱反應的溫度可為130-160°C，加熱反應的時間可為2-5h。
10.如權(quán)利要求2所述除草劑異丙吡草酯的制備方法，其特征在于在步驟8)中，2_氯-4-氟-5-[l-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]苯甲酸(9)、乙酸、溴化鈉水溶液及次氯酸鈉水溶液的投料摩爾 比為1: (3-10): (I-2): (I-2);所述反應的時間可為I-4h ; 在步驟9)中，所述5-[4-溴-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]_2_氯-4-氟苯甲酸(10)與氯化亞砜，三乙胺及異丙醇的投料比可為1: (I-3): (I-2): (I-2);所述加熱反應的溫度可為60-100°C，加熱反應的時間可為I-5h ;所述反應酯化的溫度可為60-100°C，反應酯化的時間可為I-5h。
【文檔編號】C07D231/16GK103450084SQ201310409284
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】詹莊平, 洪俊杰, 朱宇 申請人:廈門大學