CN107089970B - 一种制备n-酰基邻氨基苯甲酰胺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备N‑酰基邻氨基苯甲酰胺(I)的方法。该方法包括:将取代邻氨基苯甲酸化合物(II)和吡唑甲酸化合物(III)在磷试剂和碱的作用下反应得到苯并噁嗪酮中间体(IV),后者与甲胺的质子酸盐反应开环,得到N‑酰基邻氨基苯甲酰胺(I),用反应式表示如下:
Description
技术领域
本发明属于有机合成领域,具体涉及一种制备N-酰基邻氨基苯甲酰胺化合物的方法。
背景技术
N-酰基邻氨基苯甲酰胺(I)是一类重要的有机化合物,广泛应用于农药、医药等领域。例如,3-溴-N-(2-甲基-4-氯-6-(甲氨酰基)苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酰胺(X为氯,氯虫苯甲酰胺)和3-溴-N-(2-甲基-4-氰基-6-(甲氨酰基)苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酰胺(X为氰基,溴氰虫酰胺)是由杜邦公司开发的两种重要的N-酰基邻氨基苯甲酰胺类杀虫剂,主要作用于昆虫的鱼尼丁受体,用来防治大多数咀嚼式害虫,尤其是鳞翅目、鞘翅目、双翅目等害虫。适用作物包括果树、蔬菜、葡萄、棉花、甘蔗、水稻和草坪等。
目前,以取代邻氨基苯甲酸(II)和吡唑甲酸化合物(III)为原料来合成N-酰基邻氨基苯甲酰胺(I)的方法主要有以下三种:
方法一:将取代邻氨基苯甲酸(II)在甲酰氯化试剂(如氯甲酸甲酯、光气等)的作用下,脱水环合得到中间体靛红酸酐(V)。将吡唑甲酸化合物(III)在氯化亚砜和DMF的作用下,转化成吡唑甲酰氯(VI)。然后将靛红酸酐(V)和吡唑甲酰氯(VI)在吡啶等缚酸剂的作用下缩合,得到苯并噁嗪酮中间体(IV),后者再与甲胺发生开环反应,得到N-酰基邻氨基苯甲酰胺(I)(WO2003/015519),用反应式表示如下:
方法二:将取代邻氨基苯甲酸(II)在甲酰氯化试剂(如氯甲酸甲酯、光气等)的作用下,脱水环合得到中间体靛红酸酐(V),后者与甲胺发生开环反应得到邻氨基苯甲酰胺(VII)。将吡唑甲酸化合物(III)在氯化亚砜和DMF的作用下,转化成吡唑甲酰氯(VI)。然后将吡唑甲酰氯(VI)与邻氨基苯甲酰胺(VII)在缚酸剂的作用下缩合,得到N-酰基邻氨基苯甲酰胺(I)(WO2008/010897),用反应式表示如下:
方法一和方法二的路线都较长,而且要用到剧毒试剂氯甲酸甲酯或光气等,给操作带来不便,不利于工业化生产。
方法三:将取代邻氨基苯甲酸(II)和吡唑甲酸化合物(III)在甲磺酰氯和缚酸剂的作用下,先生成苯并噁嗪酮中间体(IV),后者再与甲胺的四氢呋喃溶液反应得到N-酰基邻氨基苯甲酰胺(WO2003/015519),用反应式表示如下:
该方法虽然比方法一和方法二的步骤少,但是要用到过量的甲磺酰氯,会产生大量的含硫有机酸废水不易处理,三废严重,而且该方法收率很低(两步总收率约为20%),不利于工业化生产。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明提供了一种更为简便、更加环保、更加高效的合成N-酰基邻氨基苯甲酰胺(I)的方法。
一种制备N-酰基邻氨基苯甲酰胺(I)的方法,其特征在于,该方法包括:第一步,将取代邻氨基苯甲酸化合物(II)和吡唑甲酸化合物(III)在磷试剂和碱1的作用下反应得到苯并噁嗪酮中间体(IV);第二步,苯并噁嗪酮中间体(IV)与甲胺的质子酸盐和碱2作用下进行反应开环,得到N-酰基邻氨基苯甲酰胺(I),用反应式表示如下:
其中X是氢、氯或氰基;HY是氢卤酸、硫酸、磷酸或羧酸,优选是盐酸或硫酸。
所述的磷试剂是指含磷元素的化合物,如三氯氧磷、三溴氧磷、三氯化磷、三溴化磷、五氯化磷或五溴化磷等,优选为三氯氧磷或三溴氧磷。
第一步所述的碱1可以是有机碱或无机碱,优选是有机碱,进一步优选是叔胺碱,如吡啶、3-甲基吡啶、N,N-二甲氨基吡啶、三乙胺等。
第一步反应中,化合物(II)与化合物(III)的投料摩尔比是1:0.5~1.5,化合物(II)与磷试剂的投料摩尔比是1:1~2,化合物(II)与碱1的投料摩尔比是1:2~5。
在第二步开环反应中,还可以加入适量的碱2。碱2可以是有机碱或无机碱,优选是有机碱,如三乙胺、吡啶、3-甲基吡啶等,化合物(IV)与碱2的投料摩尔比是1:1~3。
化合物(IV)与甲胺的质子酸盐的投料摩尔比是1:1~3。
按照本发明,其溶剂可选自N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、乙腈,优选是乙腈。
与现有技术相比,本发明提供的N-取代酰胺的制备方法具有以下优点:
(1)工艺简单,反应条件温和;
(2)避免了使用氯甲酸甲酯或光气等剧毒品,操作方便;
(3)避免了使用甲磺酰氯等有机试剂带来的含硫有机酸废水问题,三废少;
(4)收率高,适合工业化。
具体实施方式
下面的实施例进一步举例说明了本发明的一些特征,但本发明所申请保护的内容和范围并不受下述实施例的限制。
实施例1:3-溴-N-(2-甲基-4-氯-6-(甲氨酰基)苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酰胺(氯虫苯甲酰胺)的制备
第一步:在100mL的三口瓶中,加入3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸3.02g、3-甲基吡啶1.95g和乙腈15mL,-5℃条件下滴加POBr35.73g,滴毕保温搅拌半小时,再加入2-氨基-3-甲基-5-氯苯甲酸1.86g,室温反应1小时。加入20mL水搅拌0.5小时,过滤,滤饼用3:2的乙腈-水洗涤,干燥得2-[3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-基]-6-氯-8-甲基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮4.16g,收率92%。
第二步:将第一步得到的2-[3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-基]-6-氯-8-甲基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮4.16g溶于20ml乙腈,然后加入甲胺盐酸盐0.92g,室温搅拌4小时,减压脱除溶剂,加水洗涤,烘干,得氯虫苯甲酰胺3.56g,收率80%。
实施例2:3-溴-N-(2-甲基-4-氯-6-(甲氨酰基)苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酰胺(氯虫苯甲酰胺)的制备
第一步:在100mL的三口瓶中,加入3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸3.02g、3-甲基吡啶1.95g和乙腈15mL,-5℃条件下滴加POBr35.73g,滴毕保温搅拌半小时,再加入2-氨基-3-甲基-5-氯苯甲酸1.86g,室温反应1小时。加入20mL水搅拌0.5小时,过滤,滤饼用3:2的乙腈-水洗涤,干燥得2-[3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-基]-6-氯-8-甲基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮4.16g,收率92%。
第二步:将第一步得到的2-[3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-基]-6-氯-8-甲基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮4.16g溶于20ml乙腈,然后加入三乙胺1.11g、甲胺盐酸盐0.92g,室温搅拌2小时,减压脱除溶剂,加水洗涤,烘干,得氯虫苯甲酰胺4.18g,收率94%。
实施例3:3-溴-N-(2-甲基-4-氯-6-(甲氨酰基)苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酰胺(氯虫苯甲酰胺)的制备
第一步:在100mL的三口瓶中,加入3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸4.53g、吡啶1.58g和乙腈15mL,-5℃条件下滴加POCl33.07g,滴毕保温搅拌半小时,再加入2-氨基-3-甲基-5-氯苯甲酸1.86g,室温反应0.5小时。加入20mL水搅拌0.5小时,过滤,滤饼用3:2的乙腈-水洗涤,干燥得2-[3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-基]-6-氯-8-甲基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮4.07g,收率90%。
第二步:将第一步得到的2-[3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-基]-6-氯-8-甲基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮4.07g溶于20ml乙腈,然后加入三乙胺2.73g、甲胺盐酸盐1.82g,室温搅拌2小时,减压脱除溶剂,加水洗涤,烘干,得氯虫苯甲酰胺4.17g,收率96%。
实施例4:3-溴-N-(2-甲基-4-氯-6-(甲氨酰基)苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酰胺(氯虫苯甲酰胺)的制备
第一步:在100mL的三口瓶中,加入3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸3.02g、3-甲基吡啶4.87g和乙腈30mL,-5℃条件下滴加POBr35.73g,滴毕保温搅拌半小时,再加入2-氨基-3-甲基-5-氯苯甲酸1.86g,室温反应1.5小时。加入20mL水搅拌0.5小时,过滤,滤饼用3:2的乙腈-水洗涤,干燥得2-[3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-基]-6-氯-8-甲基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮4.2g,收率93%。
第二步:将第一步得到的2-[3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-基]-6-氯-8-甲基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮4.2g溶于20ml乙腈,然后加入4-二甲氨基吡啶1.23g、甲胺硫酸盐2.18g,室温搅拌2.5小时,减压脱除溶剂,加水洗涤,烘干,得氯虫苯甲酰胺4.27g,收率95%。
实施例5:3-溴-N-(2-甲基-4-氯-6-(甲氨酰基)苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酰胺(氯虫苯甲酰胺)的制备
第一步:在100mL的三口瓶中,加入3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸3.02g、3-甲基吡啶1.95g和乙腈15mL,-5℃条件下滴加POBr35.73g,滴毕保温搅拌半小时,再加入2-氨基-3-甲基-5-氯苯甲酸1.86g,室温反应1小时。加入20mL水搅拌0.5小时,过滤,滤饼用3:2的乙腈-水洗涤,干燥得2-[3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-基]-6-氯-8-甲基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮4.16g,收率92%。
第二步:将第一步得到的2-[3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-基]-6-氯-8-甲基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮4.16g溶于20ml乙腈,然后加入吡啶0.79g、甲胺盐酸盐0.92g,室温搅拌1.5小时,减压脱除溶剂,加水洗涤,烘干,得氯虫苯甲酰胺4g,收率90%。
实施例6:3-溴-N-(2-甲基-4-氰基-6-(甲氨酰基)苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酰胺(溴氰虫酰胺)的制备
第一步:在100mL的三口瓶中,加入3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸3.02g、3-甲基吡啶1.95g和乙腈15mL,-5℃条件下滴加POCl33.23g,滴毕保温搅拌半小时,再加入2-氨基-3-甲基-5-氰基苯甲酸1.94g,室温反应2小时。加入20mL水搅拌0.5小时,过滤,滤饼用3:2的乙腈-水洗涤,干燥得2-[3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-基]-6-氰基-8-甲基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮3.81g,收率86%。1H NMR(500MHz,DMSO)δ8.63(dd,1H),8.40–8.33(m,2H),8.10(s,1H),7.77(dd,1H),7.60(s,1H),1.73(s,3H).4.16g。
第二步:将第一步得到的2-[3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-基]-6-氰基-8-甲基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮3.81g溶于20ml乙腈,然后加入三乙胺1.11g、甲胺硫酸盐2.18g,室温搅拌2.5小时,减压脱除溶剂,加水洗涤,烘干,得溴腈虫酰胺3.87g,收率95%。
实施例7:3-溴-N-(2-甲基-4-氰基-6-(甲氨酰基)苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酰胺(溴氰虫酰胺)的制备
第一步:在100mL的三口瓶中,加入3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸3.02g、3-甲基吡啶1.95g和乙腈15mL,-5℃条件下滴加POCl31.62g,滴毕保温搅拌半小时,再加入2-氨基-3-甲基-5-氰基苯甲酸3.88g,室温反应1.5小时。加入20mL水搅拌0.5小时,过滤,滤饼用3:2的乙腈-水洗涤,干燥得2-[3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-基]-6-氰基-8-甲基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮4.17g,收率88%。
第二步:将第一步得到的2-[3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-基]-6-氰基-8-甲基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮4.17g溶于20ml乙腈,然后加入三乙胺1.78g、甲胺硫酸盐2.82g,室温搅拌2.5小时,减压脱除溶剂,加水洗涤,烘干,得溴腈虫酰胺4.08g,收率98%。
Claims (8)
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的磷试剂优选是三氯氧磷或三溴氧磷。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第一步所述的碱1为有机碱。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述的有机碱优选为吡啶、3-甲基吡啶、N,N-二甲氨基吡啶或三乙胺。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的HY优选是盐酸或硫酸。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第一步反应中化合物(II)与化合物(III)的投料摩尔比是1:0.5~1.5;化合物(II)与磷试剂的投料摩尔比是1:1~2;化合物(II)与碱1的投料摩尔比为1:2~5。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的碱2优选为三乙胺、吡啶或3-甲基吡啶。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第二步反应中化合物(IV)与甲胺的质子酸盐的投料摩尔比是1:1~3,化合物(IV)与碱2的投料摩尔比是1:1~3。
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四氯虫酰胺的合成及其杀虫活性;李斌等;《现代农药》;20140630;第13卷(第3期);17-20,40页 * |
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