CN102070538B

CN102070538B - 一种制备嘧菌酯的方法

Info

Publication number: CN102070538B
Application number: CN2011100230902A
Authority: CN
Inventors: 刘志平; 夏震宇; 胡红一; 潘兵波; 印熀宏; 殷华兵
Original assignee: TAIZHOU BAILI CHEMICALS CO Ltd
Current assignee: Taizhou Bailly Chemical Co., Ltd.
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2031-01-21
Also published as: CN102070538A

Abstract

本发明涉及制备嘧菌酯的方法，其中包括采用2-[2-(6-(2-氯代嘧啶-4-基氧基)苯基]-3，3-二甲氧基丙酸甲酯作为起始原料，先后与2-氰基酚和乙酸酐反应，也可以将反应顺序调换，从而制得嘧菌酯，在与乙酸酐反应时，采用硫酸二甲酯作为催化剂。

Description

一种制备嘧菌酯的方法

技术领域

本发明涉及一种制备(E)-2-[2-(6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯(其通用名为嘧菌酯)的方法。

背景技术

制备嘧菌酯和其中间体的方法描述于EP-A2-0382375、WO92/08703、GB2291874和PCT申请号PCT/GB97/02015中。描述于WO92/08703中的制备(E)-2-[2-(6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯的方法包括于120℃将(E)-2-[2-(6-氯代嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯、2-氰基苯酚、碳酸钾和氯化亚铜的混合物在N，N-二甲基甲酰胺中加热90分钟。描述于PCT/GB97/02015中的方法包括于90-95℃将2-[2-(6-氯代嘧啶-4-基氧基)苯基]-3，3-二甲氧基丙酸甲酯和2-氰基苯酚-起加热形成(E)-2-[2-(6-氯代嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯，然后于120-125℃、在N，N-二甲基甲酰胺中，将其与碳酸钾一起加热形成所需产物。

发明内容

本发明提供一种制备具有下式(I)结构的(E)-2-[2-(6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯的方法：

该方法包括使具有下式(II)结构的2-[2-(6-(2-氯代嘧啶-4-基氧基)苯基]-3，3-二甲氧基丙酸甲酯

与酸酐反应，采用的催化剂为硫酸二甲酯(其分子式为(CH₃)₂SO₄，简称DMS)，制得下式(III)结构的(E)-2-[2-(6-(2-氯代嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯

随后再将式(III)化合物与2-氰基酚反应，该反应在碳酸钾存在下进行，制得上述式(I)的(E)-2-[2-(6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯化合物。

可选地，本发明的另一种制备式(I)化合物的方法如下：

将上述式(II)化合物先与2-氰基酚反应，该反应在碳酸钾存在下进行，制得如下式(IV)的2-[2-(6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基)苯基]-3，3-二甲氧基丙酸甲酯：

随后再将式(IV)化合物与酸酐反应，采用的催化剂为DMS，制得上述式(I)化合物。

上述两种制备方法的共同点均是将上述具有二甲氧基丙酸甲酯结构的式(II)或式(IV)化合物在硫酸二甲酯催化剂下，与酸酐反应，制得具有甲氧基丙烯酸甲酯结构类化合物。在现有技术中，这类反应通常在酸催化剂下反应进行(例如WO9807707A)，例如甲磺酸、氯磺酸或2-氰基苯酚、对甲苯磺酸类化合物。出人意外地，本申请人发现采用硫酸二甲酯替换常规的酸催化剂后，其具有更优良的效果，不仅能够提高产品的收率，产品的纯度也得到提高，减少了杂质的产生和后处理对环境带来的影响，这在随后的具体实施例中得以体现。

本发明所提供的式(I)化合物的制备方法中，包括在90-130℃下，优选100-125℃下，在酸酐存在下，用催化剂DMS处理式(II)或(IV)化合物。其中式(II)或(IV)化合物与乙酸酐、DMS的摩尔比为1∶1.1-3.0∶0.06-0.12，优选为1∶1.1∶0.06。

酸酐优选低级烷基酸酐，优选C2-5烷基酐，最优选乙酸酐。

本发明的方法在常压下进行。

本发明的方法能够在溶剂存在下进行，该溶剂优选是反应条件下惰性的。合适的溶剂包括饱和或不饱和烃(例如甲苯、邻-二甲苯、间-二甲苯、对-二甲苯、环己烷或甲基环己烷)，醚(如甘醇二甲醚或二甘醇二甲醚)或酮(如甲基异丁基酮)，优选溶剂具有70-140℃范围的沸点，尤其是85-120℃范围的沸点。

本发明的方法也可以在完全无任何溶剂存在下进行。当该方法在无溶剂存在下进行时，式(I)化合物通过下列方法分离：

(1)蒸馏除去副产物(优选在50-150℃和常压下)，

(2)将得到的残渣在有机溶剂(如甲苯或二甲苯)和水中分配，和

(3)蒸发有机相以得到式(I)化合物。

具体实施方式

实施例1

在配备有冷凝器的烧瓶中，加入2-[2-(6-(2-氯代嘧啶-4-基氧基)苯基]-3，3-二甲氧基丙酸甲酯(70g)，加热至96℃，搅拌下加入乙酸酐23.5g，用注射器加入DMS1.5g，继续加热至回流，保持1.5-2小时，减压30mmHg下，蒸馏至130℃，将乙酸甲酯、乙酸等蒸馏出来，冷却至85-95℃，加入甲醇50ml，回流半小时，冷却至-5-5℃，过滤，干燥得到(E)-2-{2-6(6-氯嘧啶-4-基氧基)苯基}-3-甲氧基丙烯酸甲酯56.6g。

在另一配备有冷凝器的烧瓶中，先加入N，N-二甲基甲酰胺500g，再加入上述干燥得到(E)-2-{2-6(6-氯嘧啶-4-基氧基)苯基}-3-甲氧基丙烯酸甲酯56.6g，进行搅拌，升温至90℃时1小时，再投入邻氰基酚(25g)、碳酸钾55g和催化剂DABCO0.6g，升温到120℃-125℃进行反应3小时，减压蒸馏出N，N-二甲基甲酰胺，冷却至100℃，加入甲苯250ml，升温回流半小时，冷却后加入水(70g)洗涤、静置半小时、分相分去下层废水，再加水70g洗涤、静置半小时、分相分去下层废水，有机相在15mmHg下减压蒸馏至110℃除去甲苯，蒸馏残余物加入甲醇(55ml)回流溶解后冷却至0℃结晶，过滤、冷甲醇洗涤，干燥得到粉末固体70.5g，通过气相色谱和核磁共振检测，结果显示产物为(E)-2-[2-(6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯即嘧菌酯，总收率为87.5％。

实施例2

在四口烧瓶中加入2-[2-(6-(2-氯代嘧啶-4-基氧基)苯基]-3，3-二甲氧基丙酸甲酯(70g)、邻氰基酚(25g)乙酸丁酯(250ml)、碳酸钾(27.8g)、搅拌加热至60℃，加入催化剂DABCO(0.6g)，升温至100℃，反应5小时，加入水70g保持70℃下搅拌半小时静置，分去下层废水，再加水(70g)水洗一次，有机相减压蒸馏乙酸丁酯，蒸馏残余物为2-{2-〔6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基〕苯基}-3，3-二甲氧基丙酸甲酯(82.3g)。

在另一带回流冷凝器的烧瓶中加入上述蒸馏残余物(82.3g)、乙酸酐(23.2g)、加热至90℃，搅拌均匀后加入DMS(1.4g)，回流反应3小时，在20mmHg下减压蒸馏至130℃，蒸馏残余物冷却至100℃，再加入乙酸丁酯(260ml)，加入水(70g)洗涤、静置、分相分去下层废水，有机相在15mmHg下减压蒸馏除去乙酸丁酯，蒸馏残余物加入甲醇(55ml)回流溶解后冷却结晶至0℃，过滤、冷甲醇洗涤、干燥得粉末固体68.2g，通过气相色谱和核磁共振检测，结果显示产物为(E)-2-[2-(6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯即嘧菌酯，总收率为84.61％。

实施例3

在四口烧瓶中加入2-[2-(6-(2-氯代嘧啶-4-基氧基)苯基]-3，3-二甲氧基丙酸甲酯(56g)、邻氰基酚(20g)乙酸丁酯(200ml)、碳酸钾(22.24g)、搅拌加热至60℃，加入催化剂DABCO(0.48g)，升温至105℃，反应5小时，加入水56g保持70℃下搅拌半小时静置，分去下层废水，加水(56g)水洗一次，有机相减压蒸馏乙酸丁酯，蒸馏残余物为2-{2-〔6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基〕苯基}-3，3-二甲氧基丙酸甲酯(66.8g)。

在另一带回流冷凝器的烧瓶中加入上述蒸馏残余物(66.8g)、乙酸酐(49.0g)、加热至90℃，搅拌均匀后加入催化剂DMS(2.41g)，回流反应3小时，在30mmHg下减压蒸馏至125℃，蒸馏残余物冷却至100℃，再加入乙酸丁酯(210ml)，加入水(56g)洗涤、静置、分相分去下层废水，有机相在10mmHg下减压蒸馏除去乙酸丁酯，蒸馏残余物加入甲醇(45ml)回流溶解后冷却结晶至0℃，过滤、冷甲醇洗涤、干燥得固体粉末56.3g，通过气相色谱和核磁共振检测，结果显示产物为(E)-2-[2-(6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯即嘧菌酯，总收率为87.31％。

实施例4

在四口烧瓶中加入2-[2-(6-(2-氯代嘧啶-4-基氧基)苯基]-3，3-二甲氧基丙酸甲酯(91g)、邻氰基酚(32.5g)乙酸丁酯(325ml)、碳酸钾(36.2g)、搅拌加热至60℃，加入催化剂DABCO(1.0g)，升温至110℃，反应6小时，加入水91g保持70℃下搅拌半小时静置，分去下层废水，再加水(91g)水洗一次，有机相减压蒸馏乙酸丁酯，蒸馏残余物为2-{2-〔6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基〕苯基}-3，3-二甲氧基丙酸甲酯(109.1g)。

在另一带回流冷凝器的烧瓶中加入上述蒸馏残余物(109.1g)、乙酸酐(58.8g)、加热至90℃，搅拌均匀后加入催化剂DMS(1.97g)，回流反应4小时，在50mmHg下减压蒸馏至110℃，蒸馏残余物冷却至100℃，再加入乙酸丁酯(340ml)，加入水(91g)洗涤、静置、分相分去下层废水，有机相在20mmHg下减压蒸馏除去乙酸丁酯，蒸馏残余物加入甲醇(72ml)回流溶解后冷却结晶至0℃，过滤、冷甲醇洗涤、干燥得固体粉末91.4g，通过气相色谱和核磁共振检测，结果显示产物为(E)-2-[2-(6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯即嘧菌酯，总收率为87.23％。

如下采用现有技术常用的酸催化剂对甲苯磺酸替换本申请所采用的催化剂硫酸二甲酯来制备嘧菌酯：

对比例1

在四口烧瓶中加入2-[2-(6-(2-氯代嘧啶-4-基氧基)苯基]-3，3-二甲氧基丙酸甲酯(56g)、邻氰基酚(20g)乙酸丁酯(200ml)、碳酸钾(22.24g)、搅拌加热至60℃，加入催化剂DABCO(0.48g)，升温至100℃，反应5小时，加入水(56g)保持70℃下搅拌半小时静置，分去下层废水，再加水(56g)水洗一次，有机相减压蒸馏乙酸丁酯，蒸馏残余物为2-{2-〔6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基〕苯基}-3，3-二甲氧基丙酸甲酯(66.3g)。

在另一带回流冷凝器的烧瓶中加入上述蒸馏残余物(66.3g)、乙酸酐(18.0g)、加热至90℃，搅拌均匀后加入酸催化剂对甲苯磺酸(1.7g)，回流反应3小时，在20mmHg下减压蒸馏至130℃，蒸馏残余物冷却至100℃，再加入乙酸丁酯(210ml)，加入水(56g)洗涤、静置、分相分去下层废水，有机相在15mmHg下减压蒸馏除去乙酸丁酯，蒸馏残余物加入甲醇(45ml)回流溶解后冷却结晶至0℃，过滤、冷甲醇洗涤、干燥得得固体粉末45.5g，通过气相色谱和核磁共振检测，结果显示产物为(E)-2-[2-(6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯即嘧菌酯，总收率为71.2％。

对比例2

在配备有冷凝器的烧瓶中，加入2-[2-(6-(2-氯代嘧啶-4-基氧基)苯基]-3，3-二甲氧基丙酸甲酯(91g)，加热至90--100℃，搅拌下加入乙酸酐30.5g，加入酸催化剂对甲苯磺酸2.7g，继续加热至回流，保持1.5-2小时，减压30mmHg下，蒸馏至130℃，将乙酸甲酯、乙酸等蒸馏出来，冷却至85--95℃，加入甲醇65ml，回流半小时，冷却至-5℃，过滤，干燥得到(E)-2-{2-6(6-氯嘧啶-4-基氧基)苯基}-3-甲氧基丙烯酸甲酯67.2g。

在另一配备有冷凝器的烧瓶中，先加入N，N-二甲基甲酰胺650g，再加入上述干燥得到(E)-2-{2-6(6-氯嘧啶-4-基氧基)苯基}-3-甲氧基丙烯酸甲酯67.2g，进行搅拌，升温至90℃时1小时，再投入邻氰基酚(32g)、碳酸钾72g和催化剂DABCO0.6g，升温到120℃-125℃进行反应3小时，减压蒸馏出N，N-二甲基甲酰胺，冷却至100℃，加入甲苯320ml，升温搅拌半小时，加入水(91g)洗涤、静置半小时、分相分去下层废水，再加水(91g)洗涤、静置半小时、分相分去下层废水。有机相在15mmHg下减压蒸馏125℃除去甲苯，蒸馏残余物加入甲醇(70ml)回流溶解后冷却至0℃结晶，过滤、冷甲醇洗涤，干燥得得固体粉末75.1g，通过气相色谱和核磁共振检测，结果显示产物为(E)-2-[2-(6-(2-氰基苯氧基)嘧啶4-基氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯即嘧菌酯，总收率为72.2％。

由此可见，在制备嘧菌酯的方法中，在具有二甲氧基丙酸甲酯结构的式(II)或式(IV)化合物与酸酐反应时，采用硫酸二甲酯相比酸催化剂对甲苯磺酸具有更好的效果，其导致嘧菌酯的总收率大大提高，减少了杂质的产生和后处理对环境带来的影响，同时硫酸二甲酯也是容易获得的原料，采用其作为催化剂能给制备嘧菌酯的工艺带来优良的效果。

本发明所涉及的嘧菌酯的制备方法已经通过具体的实施例进行了描述。本领域技术人员可以借鉴本发明的内容适当改变原料、工艺条件等环节来实现相应的其它目的，其相关改变都没有脱离本发明的内容，所有类似的替换和改动对于本领域技术人员来说是显而易见的，都被视为包括在本发明的范围之内。