CN100593540C - 一种5-氨基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑的制备方法 - Google Patents

一种5-氨基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑的制备方法，以2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺为原料，以40～98%的硫酸为反应介质，滴加亚硝酸钠的水溶液于0～70℃进行重氮化反应0.5～1小时得重氮化反应液，重氮化反应液温度调整至15～30℃加入2，3-二氰基丙酸乙酯，再在弱碱性条件下于有机溶剂中在25～50℃进行环化反应，反应结束后经后处理得到化合物5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑。本发明有效地降低生产成本，减少“三废”的排放，从而既保持反应的容易性，提高反应的收率，又能减少“三废”的排放。

Description

一种5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑的制备方法
(一)技术领域
本发明涉及一种5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑的制备方法
(二)背景技术
5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑是制备高效广谱杀虫剂氟虫腈(其商品名为“锐劲特”)的关键中间体。合成该化合物的方法主要有两类，第一类是以2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺为原料，经重氮化、环化等步骤得到目标产物。第二类是以2，6-二氯-4-三氟甲基苯肼为原料，经过酰化、关环等步骤合成目标产物。本发明主要针对第一类方法进行优化改进。
专利EP0295117报道了如下结构化合物的合成方法：
Figure C20071015622100051
该方法采用2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺为原料，在浓硫酸和冰乙酸的混酸体系中进行重氮化，再经与2，3-二氰基丙酸乙酯在弱碱性条件下环化得到上述化合物。反应条件温和，收率＞70％，但反应过程中产生大量的废酸无法回收利用，尤其是硫酸和醋酸的分离回收困难，不仅增加了生产成本，而且对环境造成了污染。
Ancel，J.E等人(Tetrahedron Letters 2002，(43)，8319-8321.)报道了采用氰基乙酸甲酯代替2，3-二氰基丙酸乙酯进行环化的方法，但目前只处于实验室阶段，尚不适用于工业化生产。
(三)发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种制备容易、使用方便、产生工业“三废”少、生产成本相对较低、并且适合工业化生产的5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑的制备方法。
为实现发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种如式(I)所示的5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑的制备方法，包括如下步骤：以2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺为原料，以40～98％的硫酸为反应介质，滴加亚硝酸钠的水溶液于0～70℃进行重氮化反应0.5～1小时得重氮化反应液，重氮化反应液温度调整至15～30℃加入2，3-二氰基丙酸乙酯，再在弱碱性条件下于有机溶剂中在25～50℃进行环化反应，反应结束后经后处理得到式(I)所示的化合物；所述的2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺、亚硝酸钠、硫酸、2，3-二氰基丙酸乙酯的投料物质的量比为1∶1～1.2∶4～6∶1～1.1；
Figure C20071015622100071
进一步，环化反应中使用的有机溶剂为氯仿、二氯乙烷或甲苯。所述有机溶剂的体积用量是2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺质量的13～16倍(ml/g)。
具体地，所述的环化反应为：将所述重氮化反应液温度调整至15～30℃，加入2，3-二氰基丙酸乙酯，搅拌反应溶液；用有机溶剂萃取所述反应溶液，萃取液用氨水调节PH＞9，于25～50℃搅拌反应3～10小时得环化反应液。
优选地，反应中使用的硫酸浓度为70～80％。
所述的重氮化反应温度优选20～60℃。
所述的后处理为：将环化反应液过滤除去黑色固体物质，将滤液水洗得到有机层，再通过旋转蒸发仪脱去有机溶剂，得到产物粗品，最后用甲苯/正己烷重结晶得到产物5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑。
具体推荐所述的制备方法按照如下步骤进行：在反应容器中，往70～80％硫酸溶液中滴入2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺，待固体全部溶解，滴加亚硝酸钠的水溶液，滴毕，升温至20～60℃，反应30～45min；冷却至室温，加入2，3-二氰基丙酸乙酯，常温搅拌；用氯仿萃取反应液，向萃取液中滴加氨水，至PH＞9，于25～50℃快速搅拌3～10小时；反应结束后滤去黑色固体物质，氯仿层经水洗、无水硫酸钠干燥、旋转蒸发仪脱溶，得产物粗品，用甲苯和正己烷重结晶，得产物5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑；所述的2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺、亚硝酸钠、硫酸、2，3-二氰基丙酸乙酯的投料物质的量比为1∶1.2∶5.4∶1，所述氯仿的体积用量是2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺质量的13～16倍(ml/g)。
本发明所述方法的有益效果主要体现在：
(1)直接使用不同浓度的硫酸为重氮化反应的介质，避免了冰乙酸的使用，大大降低了原料成本；
(2)由于硫酸在有机溶剂中的溶解度较小，减少了原工艺中用于中和溶解在有机溶剂中的醋酸的碱的用量，降低了生产成本；
(3)反应条件温和，操作简便，反应所得的废酸(含硫酸)可以直接加以回收利用，较原工艺所产生的醋酸与硫酸的混合废酸而言，更加绿色环保。
(四)具体实施方式
下面以具体实施例来进一步阐述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1
在一个配有电动搅拌机、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中，投入98％的浓硫酸5.20g和水2.30g，边搅拌边稀释至70％稀硫酸；滴入2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺2.20g，使其充分成盐，待固体全部溶解，滴加0.79g亚硝酸钠的5.0ml水溶液，滴毕，升温至55℃，保持30min；冷却至室温(20℃)，倾入2，3-二氰基丙酸乙酯1.45g，常温搅拌2h；用30ml氯仿萃取反应液，向萃取液中滴加若干25％氨水，至PH＞9，于30℃快速搅拌4h；滤去黑色固体物质，有机层经水洗、无水硫酸钠干燥、旋转蒸发仪脱溶，得棕色油状物2.52g，用甲苯和正己烷重结晶，得固体2.20g，反应收率71.65％，mp 140-142℃
所得化合物的物理和1H-NMR性质如下：
熔点：140-142℃
1H-NMR分析(CDCl3，TMS)δ：7.77(s，2H)，6.04(s，1H)，3.83(s，2H).
实施例2～7
参照实施例1的方法，不改变投入的98％的浓硫酸用量，改变配制得到的硫酸的浓度，其他条件和实施例1相同，所得结果如表1。
表1.硫酸浓度对反应的影响
  实施例   硫酸浓度(％)   产品收率(％)
  2   40   37.21
  3   50   45.32
  4   60   52.10
  5   80   75.43
  6   90   50.75
  7   98   43.28
实施例8～10
参照实施例1的方法，改变重氮化反应的温度，其他条件和实施例1相同，所得结果如表2。
表2.重氮化反应温度对反应的影响
  实施例   重氮化反应温度(℃)   产品收率(％)
  8   0   45.63
  9   20   58.64
  10   40   68.75
  11   60   70.86
  12   70   70.21
实施例13～15
参照实施例1的方法，改变重氮化反应的时间，其他条件和实施例1相同，所得结果如表3。
表3.重氮化反应的时间对反应的影响
  实施例  重氮化反应时间(min)   产品收率(％)
  13   40   71.65
  14   50   71.22
  15   60   72.15
实施例16～17
参照实施例1的方法，改变加入2，3-二氰基丙酸乙酯时的温度，其他条件和实施例1相同，所得结果如表4。
表4.加入2，3-二氰基丙酸乙酯时的温度对反应的影响
  实施例   温度(℃)   产品收率(％)
  16   15   71.65
  17   30   70.62
实施例18～20
参照实施例1的方法，改变环化反应的温度，其他条件和实施例1相同，所得结果如表5。
表5.环化反应的温度对反应的影响
  实施例   反应温度(℃)   产品收率(％)
  18   25   71.52
  19   40   71.65
  20   50   70.80
实施例21～23
参照实施例1的方法，改变环化反应的时间，其他条件和实施例1相同，所得结果如表6。
表6.环化反应的时间对反应的影响
  实施例   反应时间(h)   产品收率(％)
  21   3   60.20
  22   5   71.65
  23   10   72.13
实施例24～29
参照实施例1的方法，改变环化反应所用的有机溶剂和用量，其他条件和实施例1相同，所得结果如表7。
表7环化反应所用有机溶剂对反应的影响
  实施例   有机溶剂   溶剂用量(ml)   产品收率(％)
  24   氯仿   28   71.25
  25   氯仿   35   71.52
  26   二氯乙烷   30   72.18
  27   二氯乙烷   35   71.90
  28   甲苯   30   71.51
  29   甲苯   35   72.05
实施例30～33
参照实施例1的方法，加入2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺的量不变，改变其他反应物的用量，其他条件和实施例1相同，所得结果如表8。
表8.环化反应的时间对反应的影响
  实施例  浓硫酸用量(g)   亚硝酸钠用量(g)   2，3-二氰基丙酸乙酯用量(g)   产品收率(％)
  30   3.83   0.66   1.45   65.32
  31   4.52   0.71   1.60   68.61
  32   5.74   0.79   1.50   71.65
  33   4.33   0.79   1.45   70.33

Claims (8)

1.一种如式(I)所示的5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括如下步骤：以2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺为原料，以70～80％的硫酸为反应介质，滴加亚硝酸钠的水溶液于0～70℃进行重氮化反应0.5～1小时得重氮化反应液，重氮化反应液温度调整至15～30℃加入2，3-二氰基丙酸乙酯，再在弱碱性条件下于有机溶剂中在25～50℃进行环化反应，反应结束后经后处理得到式(I)所示的化合物；
Figure C2007101562210002C1
2.如权利要求1所示的5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑的制备方法，其特征在于所述的2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺、亚硝酸钠、硫酸、2，3-二氰基丙酸乙酯的投料物质的量比为1∶1～1.2∶4～6∶1～1.1。
3.如权利要求1或2所示的5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为氯仿、二氯乙烷或甲苯。
4.如权利要求3所述的5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑的制备方法，其特征在于所述有机溶剂的体积用量是2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺质量的13～16倍(ml/g)。
5.如权利要求3所述的5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑的制备方法，其特征在于所述的环化反应为：将所述重氮化反应液温度调整至15～30℃，加入2，3-二氰基丙酸乙酯，搅拌反应溶液；用有机溶剂萃取所述反应溶液，萃取液用氨水调节PH＞9，于25～50℃搅拌反应3～10小时得环化反应液。
6.如权利要求1所示的5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑的制备方法，其特征在于所述的重氮化反应温度为20～60℃。
7.如权利要求1所述的5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑的制备方法，其特征在于所述的后处理为：将环化反应液过滤除去黑色固体物质，将滤液水洗得到有机层，再通过旋转蒸发仪脱去有机溶剂，得到产物粗品，最后用甲苯/正己烷重结晶得到产物5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑。
8.如权利要求1所示的5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑的制备方法，其特征在于所述的制备方法如下：在反应容器中，往70～80％硫酸溶液中滴入2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺，待固体全部溶解，滴加亚硝酸钠的水溶液，滴毕，升温至20～60℃，反应30～45min；冷却至室温，加入2，3-二氰基丙酸乙酯，常温搅拌；用氯仿萃取反应液，向萃取液中滴加氨水，至PH＞9，于25～50℃快速搅拌3～10小时；反应结束后滤去黑色固体物质，氯仿层经水洗、无水硫酸钠干燥、旋转蒸发仪脱溶，得产物粗品，用甲苯和正己烷重结晶，得产物5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑；所述的2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺、亚硝酸钠、硫酸、2，3-二氰基丙酸乙酯的投料物质的量比为1∶1.2∶5.4∶1，所述氯仿的体积用量是2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺质量的13～16倍(ml/g)。
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