專利名稱：由二氯代琥珀酸二烷基酯制備吡啶-2,3-二羧酸二烷基酯及其衍生物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的目的是提供一種用二氯代琥珀酸二烷基酯，脫鹵化氫劑，氨源和適當(dāng)取代的α，β-不飽和醛或酮制備取代或無取代-2，3-吡啶二羧酸酯的高效而實際的方法。
在此描述的本發(fā)明涉及一種新的制備具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的取代或無取代-2，3-吡啶二羧酸酯的方法，
其中R為C1-C6的烷基;X和Z分別是氫，鹵素，C1-C4的烷基，C1-C4的烷氧基或C2-C5的烯基;Y是氫，鹵素，被也可不被1-3個鹵素，羥基，C1-C4的烷氧基或C1-C4的烷硫基取代的C1-C6的烷基，C1-C4的烷氧基羰基，氨基羰基，苯基，取代苯基，苯氧基，取代苯氧基，苯硫基或取代苯硫基。具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的化合物為對制備有除草作用的2-(2-咪唑啉-2-基)煙酸酯的有用的中間體。制備所述除草性煙酸酯的方法在美國專利第4，758，667號有所描述，如下所示，
其中，R1是氫或C1-C4的烷基;R2是H，鹵素，C1-C4的烷基，C3-C6的環(huán)烷基，或者R1和R2在一起為一可有可無甲基取代的C3-C6的環(huán)烷基;X，Y和Z同結(jié)構(gòu)式Ⅰ中的描述相同。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的吡啶-2，3-二羧酸酯可以高效而實際地從具有結(jié)構(gòu)式Ⅱ的二氯代琥珀酸二烷基酯制備，通過將所述琥珀酸酯與至少等摩爾數(shù)的脫鹵化氫劑，如乙酸銨或三烷基胺，在一溶劑，如低級烷基醇存在下反應(yīng)，形成一中間體，將該中間體與氨源在可有可無升溫條件下反應(yīng)，形成第二中間體，將該第二中間體與至少等摩爾數(shù)的具有結(jié)構(gòu)式Ⅲ的α，β-不飽和醛或酮，其中X，Y和Z同前結(jié)構(gòu)式Ⅰ的描述相同，在一種酸，如甲酸或乙酸等存在條件下反應(yīng)。過程如下所示，
適合用于本發(fā)明方法中的脫鹵化氫劑是那些也可用作氨源的，如乙酸銨，碳酸銨，氨基甲酸銨，氨基磺酸銨等等。其它還有一些試劑也適用，如三烷基胺，吡啶類，甲基吡啶類，季銨鹽類，如鹵代四烷基銨等。當(dāng)然，除了上面提到的氨源外，氨本身也可用于本發(fā)明的方法中。
在本發(fā)明的一實施例中，所用溶劑可以是一種極性溶劑，如醇類，腈類，如乙腈，羧酸酰胺類，如N，N-二甲基甲酰胺，N-甲基吡咯烷酮，亞砜類，如二甲基亞砜，砜類等等。
適用于本發(fā)明方法中的具有結(jié)構(gòu)式Ⅲ的α，β-不飽和醛或酮是丙烯醛，異丁烯醛，2-乙基丙烯醛，巴豆醛，甲基乙烯基酮，α-正-丁基丙烯醛，4-甲基-2-己醛，α-甲氧基異丁烯醛，α-氯代異丁烯醛，α-三氟代異丁烯醛，肉桂醛，α-乙氧基丙烯醛，α-甲酰丙烯酸甲酯，α-(2-腈乙基)丙烯醛等等。
在本發(fā)明的另一實施例中，反應(yīng)混合物包括前面形成的第二中間體和具有結(jié)構(gòu)式Ⅲ的α，β-不飽和醛或酮，可用一種脫氫催化劑處理，諸如這方面常規(guī)用的，包括鉑，鈀，釕，銥，鎳，鐵，銅，銻，鈷，銠等的金屬，或其化合物。脫氫催化劑通常是以具有脫氫作用的金屬或其化合物沉積在合適的載體上，如氧化鋁，碳，粘土，沸石，氧化鉻，氧化鋯等等。
應(yīng)用本發(fā)明的方法時，具有4，5和6位取代基的吡啶-2，3-二羧酸酯可以方便地通過在適當(dāng)?shù)娜軇┲袑⒕哂薪Y(jié)構(gòu)式Ⅱ的二氯代琥珀酸二烷基酯與至少等摩爾數(shù)的脫鹵化氫劑摻合制備，可也可不濾除不溶物質(zhì)，用無水氨處理濾液或未經(jīng)過濾的反應(yīng)混合物，可也可不加熱該反應(yīng)混合物直到烯胺中間體的形成完全，可也可不濾去不溶物，向濾液或未過濾的反應(yīng)混合物加入一種酸，如一種無機酸，硫酸，磷酸，有機酸，如甲酸，乙酸或丙酸等，用至少等摩爾數(shù)具有結(jié)構(gòu)式Ⅲ的α，β-不飽和醛或酮處理，加或不加脫鹵化氫催化劑，所得反應(yīng)混合物可加熱也可不加熱，直到具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的吡啶二羧酸酯的形成完全。
反應(yīng)完全后，所需吡啶-2，3-羧酸酯可用常規(guī)方法分離和提純，如萃取，蒸鎦，重結(jié)晶，層析法等等。
烯胺第二中間體和具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的產(chǎn)物的形成速率依賴于反應(yīng)溫度，即通過加熱反應(yīng)混合物到45℃或更高溫度，可以有效地縮短反應(yīng)時間。
為了便于進一步理解本發(fā)明，提供下面例子主要是為了說明本發(fā)明的某些更具體的細節(jié)，本發(fā)明并不被視為受其所限，術(shù)語1HNMR和IR分別表示質(zhì)子核磁共振和紅外。除非另外說明，所有的量均以重量計。
實例1用乙酸銨從二氯代琥珀酸二乙酯制備5-乙基-2，3-吡啶二羧酸二乙酯。
在無水乙醇中的二氯代琥珀酸二乙酯(12.2g，0.05mol)和乙酸銨(15.4g，0.20mol)攪拌混合物，在60℃加熱6小時，冷卻至20℃，用過量的無水氨處理(5.0g0.29mol)，在60℃加熱4 1/2 小時，部分鎦除過量的氨，冷卻至30℃，過濾。用乙醇洗滌濾塊，合并濾液并在真空下濃縮。在這樣濃縮的反應(yīng)溶液中加入乙酸，在70℃1 1/2 小時內(nèi)滴加2-乙基丙烯醛的乙醇溶液，在70℃繼續(xù)加熱4小時(直到用氣相色譜分析出反應(yīng)完全為止)，并在真空下濃縮得到粗的油狀殘留物。將該油狀物蒸鎦得標題產(chǎn)物為褐色油狀物，沸點151-152℃(2mmHg)。
實例2用三乙胺從二氯代琥珀酸二乙酯制備5-乙基-2，3-吡啶二羧酸二乙酯在5分鐘內(nèi)往二氯代琥珀酸二乙酯(24.6g，0.10mol)的乙醇溶液中加入三乙胺(12.2g，0.12mol)，在室溫攪拌12小時，在20℃用無水氨(7.3g，0.43mol)處理，在45-50℃加熱3小時，過濾。用乙醇洗滌濾塊，合并濾液并真空濃縮以除去溶劑和過量氨。所得粘稠油狀物用乙醇和乙酸稀釋，加入2-乙基丙烯醛(19.5g，0.232mol)，在70℃加熱6小時，再在60℃真空蒸鎦以除去溶劑。將所得鍋中液體溶于甲苯中，水洗，真空濃縮得到粗油狀殘留物。將油狀物真空蒸鎦得標題產(chǎn)物為褐色油狀物，沸點151-152℃(2mmHg)。
實例3從二氯代琥珀酸二烷基酯制備取代-2，3-吡啶二羧酸二烷基酯用與實例2所述基本相同的步驟，換用適當(dāng)?shù)亩却晁岫榛ズ秃线m的α，β-不飽和醛，得如下具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的吡啶二羧酸酯。
X Y Z RH CH3H C2H5H CH2OCH3H CH3H CH2Cl H C2H5H H H C2H5上述化合物是用1HNMR和IR光譜分析法鑒定的。
權(quán)利要求
1.一種制備以結(jié)構(gòu)式Ⅰ為特征的化合物的方法，
其中R是C1-C6的烷基；X和Z分別是氫，鹵素，C1-C4的烷基，C1-C4的烷氧基或C2-C5的烯基；Y是氫，鹵素，被也可不被1到3個鹵素，羥基，C1-C4的烷氧基或C1-C4的烷硫基取代的C1-C6的烷基，C1-C4的烷氧羰基，氨基羰基，苯硫基，取代苯硫基，苯氧基，取代苯氧基，苯基或取代苯基，其特征在于包括具有結(jié)構(gòu)式Ⅱ的二氯代琥珀酸二烷基酯，
其中R是C1-C6的烷基，與脫鹵化氫劑在溶劑存在下反應(yīng)形成第一中間體，該第一中間體與氨源反應(yīng)形成第二中間體，該第二中間體與具有結(jié)構(gòu)式Ⅲ的α，β-不飽和醛或酮，
其中X、Y和Z如前所述，及酸在溶劑存在下反應(yīng)，形成具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的吡啶二羧酸酯化合物。
2.如權(quán)利要求1的制備以結(jié)構(gòu)式Ⅰ為特征的吡啶二羧酸酯的方法，其特征在于X和Z是氫，Y是氫，鹵素或被也可不被1至3個鹵素、C1-C4的烷氧基或C1-C4的烷硫基取代的C1-C4的烷基。
3.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于脫鹵化氫劑是一種銨鹽，溶劑是一種極性溶劑，酸是乙酸，第二中間體是在45℃或更高溫度下形成的。
4.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的吡啶二羧酸酯化合物是在45℃或更高溫度下形成的。
5.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于具有結(jié)構(gòu)式Ⅲ的α，β-不飽和醛或酮的存在量為至少1摩爾當(dāng)量。
6.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于制得的具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的化合物是選自由下列組成的一組物質(zhì)，吡啶-2，3-二羧酸二烷基酯，5-甲基-2，3-吡啶二羧酸二烷基酯，5-乙基-2，3-吡啶二羧酸二烷基酯，5-(甲氧基甲基)-2，3-吡啶二羧酸二烷基酯和5-(氯代甲基)-2，3-吡啶二羧酸二烷基酯。
7.如權(quán)利要求6所述方法，其特征在于制得的具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的化合物是選自由下列組成的一組物質(zhì)，吡啶-2，3-二羧酸二乙酯，5-甲基-2，3-吡啶二羧酸二乙酯，5-乙基-2，3-吡啶二羧酸二乙酯，5-(甲氧基甲基)-2，3-吡啶二羧酸二乙酯和5-(氯代甲基)-2，3-吡啶二羧酸二乙酯。
全文摘要
提供一種由二氯代琥珀酸二烷基酯與脫鹵化氧劑，一種氨源和一種適當(dāng)取代的α，β-不飽和醛或酮反應(yīng)制備取代或無取代-2，3-吡啶二羧酸酯的方法。
文檔編號C07D213/803GK1057455SQ9110390
公開日1992年1月1日 申請日期1991年6月5日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月15日
發(fā)明者艾伯特·安東尼·塞瓦斯科, 喬治·阿內(nèi)羅·基亞雷羅, 威廉·弗雷德里克·里克爾 申請人:美國氰胺公司