CN1076335C - 生产2-(取代的苯甲酰基)-1,3-环己烷二酮的方法 - Google Patents

生产2-(取代的苯甲酰基)-1,3-环己烷二酮的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了制备式(Ⅰ)化合物的方法，其中R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地是氢或C1-6烷基；R7是卤素、氰基、NO2、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、C1-4烷氧基或RaS，其中Ra是C1-4烷基；R8、R9和R10独立地是氢、卤素、C1-4烷基、C1-4烷氧基、C1-4卤代烷基、C1-4卤代烷氧基、CN、NO2、苯氧基或取代的苯氧基；或者是RbS(O)nOm，其中m是0或1，n是0、1或2，和Rb是C1-4烷基、C1-4卤代烷基、苯基或苄基、NHCORc其中Rc是C1-4烷基、NRdRe其中Rd和Re独立地是氢或C1-4烷基；或者是RfC(O)-，其中Rf是氢、C1-4烷基、C1-4卤代烷基或C1-4烷氧基；或者是SO2NRgRh，其中Rg和Rh独立地是氢或C1-4烷基；或者R8、R9和R10中的任两个与它们各自相连的碳原子一起形成含多至3个杂原子的5元或6元杂环，所述杂原子选自O、N和S，所述杂环可任意地被C1-4烷基、C1-4卤代烷基、C1-4烷氧基、＝NOC1-4烷基或卤素取代；该方法包括在非极性溶剂中，在氰化物源、碱金属碳酸盐或碱土金属碳酸盐、相转移催化剂和相对于式(Ⅱ)化合物1-6摩尔水的存在下，使式Ⅱ化合物重排，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10的定义同式(Ⅰ)中定义。

Description

生产2-(取代的苯甲酰基)-1，3-环己烷二酮的方法
本发明涉及生产2-(取代的苯甲酰基)-1，3-环己烷二酮化合物的方法。
2-(取代的苯甲酰基)-1，3-环己烷二酮作为除草剂是已知的，例如参见美国专利4,780,127、4,806,146、4,946,981和5,006,158、WO9408988和WO9404524。生产这些化合物的一种方法是通过内醇酯的重排。该方法描述于美国专利4,780,127号和4,695,673号。
该方法提供了一种获得期望化合物的手段，但通常要使用有机碱如三乙胺；当用碱金属碳酸盐作为碱时要使用极性非质子传递溶剂。当工业规模生产时由于需要有效地回收这些物质，因此使用有机碱和极性非质子传递溶剂存在许多问题。
现在令人惊奇地发现，如果将关键量的水加入反应介质中，可以使用非极性溶剂和无机碱。
本发明提供了制备式(I)化合物的方法，其中R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地是氢或C1-6烷基；
R7是卤素、氰基、NO2、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、C1-4烷氧基或RaS，其中Ra是C1-4烷基；
R8、R9和R10独立地是氢、卤素、C1-4烷基、C1-4烷氧基、C1-4卤代烷基、C1-4卤代烷氧基、CN、NO2、苯氧基或取代的苯氧基；或者是RbS(O)nOm，其中m是0或1，n是0、1或2，和Rb是C1-4烷基、C1-4卤代烷基、苯基或苄基、NHCORc其中Rc是C1-4烷基、NRdRe其中Rd和Re独立地是氢或C1-4烷基；或者是RfC(O)-，其中Rf是氢、C1-4烷基、C1-4卤代烷基或C1-4烷氧基；或者是SO2NRgRh，其中Rg和Rh独立地是氢或C1-4烷基；或者R8、R9和R10中的任两个与它们各自相连的碳原子一起形成含多至3个杂原子的5元或6元杂环，所述杂原子选自O、N和S，所述杂环可任意地被C1-4烷基、C1-4卤代烷基、C1-4烷氧基、＝NOC1-4烷基或卤素取代；该方法包括在非极性溶剂中，在氰化物源、碱金属碳酸盐或碱土金属碳酸盐、相转移催化剂和相对于式(II)化合物1-6摩尔水的存在下，使式(II)化合物重排，式(II)中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10的定义同式(I)中定义。
本文中的术语“烷基”指直链或支链烷基。术语“卤代烷基”意指被至少一个卤原子取代的烷基。同样，术语“卤代烷氧基”意指被至少一个卤原子取代的烷氧基。术语“卤素”意指氟、氯、溴和碘。
对于苯氧基R8、R9和R10的适宜的任选取代基包括卤素如氟和氯，和C1-4卤代烷基。
优选的式(I)化合物是下述化合物：其中R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地是氢或C1-6烷基；
R7是卤素、氰基、NO2、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、C1-4烷氧基或RaS，其中Ra是C1-4烷基；
R8、R9和R10独立地是氢、卤素、C1-4烷基、C1-4烷氧基、C1-4卤代烷基、C1-4卤代烷氧基、CN、NO2、苯氧基或取代的苯氧基；或者是RbS(O)nOm，其中m是0或1，n是0、1或2，和Rb是C1-4烷基、C1-4卤代烷基、苯基或苄基、NHCORc其中Rc是C1-4烷基、NRdRe其中Rd和Re独立地是氢或C1-4烷基；或者是RfC(O)-，其中Rf是氢、C1-4烷基、C1-4卤代烷基或C1-4烷氧基；或者是SO2NRgRh，其中Rg和Rh独立地是氢或C1-4烷基。
优选R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地是氢或C1-4烷基。更优选R1、R2、R5和R6是氢以及R3和R4独立地是氢或甲基。
R7优选卤素或NO2。R8优选氢。
R9优选氢或C1-4烷氧基，尤其是乙氧基。最优选R9是氢。
优选R10是基团RbS(O)nOm，其中Rb、n和m的定义同上。更优选m是0，n是2和Rb是CH3或C2H5。最优选R10是连于苯甲酰基4-位的CH3SO2基团。
术语“氰化物源”意指一种或多种物质，所述物质在重排条件下由氢氰酸和/或氰化物阴离子组成，或产生氢氰酸和/或氰化物阴离子。
优选的氰化物源是碱金属氰化物，如***或钾；烷基中具有1-4碳原子的甲基烷基酮的氰醇类，如丙酮或甲基异丁基酮氰醇；苯甲醛氰醇；C2-C5脂肪醛的氰醇类，如乙醛氰醇、丙醛氰醇等；环己酮氰醇；三乙胺-HCN复合物；四丁基铵溴化物/CN-混合物；乳腈；低级烷基甲硅烷基氰化物类，优选二和三(低级烷基)甲硅烷基氰化物如二甲基和三甲基-甲硅烷基氰化物；铁***；和HCN本身。更优选的氰化物源是碱金属氰化物，最优选***。氰化物源的使用量按内醇酯计为多至约50摩尔％。当小规模生产在40℃时也可使用少至约1摩尔％，以产生可接受的反应速率。大规模反应用约5摩尔％的较高催化剂水平能给出重复性更好的结果。通常优选约1-10摩尔％的氰化物源。
本发明方法使用相对于式(II)的内醇酯化合物摩尔过量的碱金属或碱土金属碳酸盐，优选碳酸钠。
碱金属或碱土金属碳酸盐使用的量为每摩尔内醇酯用约1-4摩尔。优选用约2摩尔。
各种溶剂可用于本方法，取决于反应物的性质。本反应优选的溶剂是甲苯。取决于反应物或产物，可用的其它溶剂包括：烷基芳烃，如二甲苯、异丙基苯和甲基异丙苯；或烷烃，如己烷；或环烷烃，如环己烷。
可根据专业人员公知的常规方法选择适宜的相转移催化剂。已知的相转移催化剂包括四烷基铵卤化物和鏻盐。优选的催化剂是四烷基铵卤化物，特别是四丁基铵溴化物。相转移催化剂通常以1-10摩尔％的量使用。
每摩尔内醇酯优选使用2-6摩尔水，尤其优选4摩尔水。
通常，取决于反应物和氰化物源的性质，重排反应可在0℃至约100℃的温度下进行。优选最高约80℃。最优选温度为约20℃至约70℃。在某些情况下，例如，当有可能生成过量的副产物时(如当使用邻硝基苯甲酰卤时)，温度应该保持在最高约40℃。
进行本方法可使用内醇酯作为起始原料，或者就地产生内醇酯，例如通过使式(III)化合物(其中R1、R2、R3、R5、R5和R6的定义同式(I)中定义)与式(IV)化合物(其中R7、R8、R9和R10的定义同式(I)中定义，Z是卤素，优选氯)反应产生内醇酯。
当利用内醇酯作为起始原料时，可通过任何一种已知的方法制备，包括用式(IV)化合物酰化式(III)化合物。
按照本发明，可方便而有益地进行式(I)化合物的生产，用式(III)和式(IV)化合物开始，而且可分离也可不分离中间体内醇酯(II)。当两步一起进行时，在碱金属或碱土金属碳酸盐存在下使式(III)化合物和式(IV)化合物反应。
通过已知方法从得到的产物混合物中分离内醇酯，例如用酸和碱及饱和的氯化钠溶液洗得到的反应液，并干燥。当使用不同的溶剂进行第二步——内醇酯重排成式(I)化合物时，上述的分离技术是有益的。该干燥的内醇酯可以与适宜溶剂如乙腈、1，2-二氯乙烷或甲苯混合，并与适宜量的氰化物源、相转移催化剂、碳酸钠和水接触，然后加热至某一温度，以产生最终产物。
在一优选的变异方法中，该内醇酯可以保留于反应产物中，并且通过加入氰化物源、水和必要时另外的碱，进行第二步反应(用同样的溶剂)，以产生式(I)化合物。
分离或不分离该内醇酯可得到可比较的产率。
从该反应中以其盐的形式得到式(I)化合物。通过酸化和用适宜溶剂提取，可得到期望的式(I)的酰化的化合物。
通过下述实施例解释本发明方法。实施例1
向预先通N2并密封于燥石膏保护管和油扩散器的火焰干燥的4颈圆底烧瓶中加入甲苯(22g)，并加入1，3-环己烷二酮(5.0g)和碳酸钠粉(12.0g)，得到一红色浆状物。将该物加热至55-57℃并保温20分钟。将2-氯-4-(甲磺酰基)苯甲酰氯(11.0g)加入甲苯(25g)中，并加热得到完全的溶液。在55-57℃用20分钟将该溶液通过一加热的滴液漏斗滴入上述的浆状物中，得到淡黄色浆状物，在55-57℃保温2小时。加入***(0.103g)、四正丁基铵溴化物(0.13g)和水(2.9g)，使反应再保持3小时。在烧瓶底部形成固体，使其不能搅动，因此分离反应固体，并分析膏状物和母液。得到式(I)的目标化合物钠盐，产率81.6％。
重复上述过程，但不加水，得不到目标产物。
实施例1的方法用相对于内醇酯8摩尔的水重复第二次，目标产物的产率为小于1％。
说明书中的化学式如下：

Claims (10)

1.一种制备式(I)化合物的方法：
Figure C9619156300021
其中R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地是氢或C1-6烷基；
R7是卤素、氰基、NO2、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、C1-4烷氧基或RaS，其中Ra是C1-4烷基；
R8、R9和R10独立地是氢、卤素、C1-4烷基、C1-4烷氧基、C1-4卤代烷基、C1-4卤代烷氧基、CN、NO2、苯氧基或取代的苯氧基；或者是RbS(O)nOm，其中m是0或1，n是0、1或2，和Rb是C1-4烷基、C1-4卤代烷基、苯基或苄基、NHCORc其中Rc是C1-4烷基、NRdRe其中Ra和Re独立地是氢或C1-4烷基；或者是RfC(O)-，其中Rf是氢、C1-4烷基、C1-4卤代烷基或C1-4烷氧基；或者是SO2RgRh，其中Rg和Rh独立地是氢或C1-4烷基；或者R8、R9和R10中的任两个与它们各自相连的碳原子一起形成含多至3个杂原子的5元或6元杂环，所述杂原子选自O、N和S，所述杂环可任意地被C1-4烷基、C1-4卤代烷基、C1-4烷氧基、＝NOC1-4烷基或卤素取代；该方法包括在非极性溶剂中，在氰化物源、碱金属碳酸盐或碱土金属碳酸盐、相转移催化剂和相对于式(II)化合物1-6摩尔水的存在下，使下式(II)化合物进行重排反应，
Figure C9619156300031
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10的定义同式(I)中定义。
2.权利要求1的方法，其中R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地是氢或C1-6烷基；
R7是卤素、氰基、NO2、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、C1-4烷氧基或RaS，其中Ra是C1-4烷基；
R8、R9和R10独立地是氢、卤素、C1-4烷基、C1-4烷氧基、C1-4卤代烷基、C1-4卤代烷氧基、CN、NO2、苯氧基或取代的苯氧基；或者是RbS(O)nOm，其中m是0或1，n是0、1或2，和Rb是C1-4烷基、C1-4卤代烷基、苯基或苄基、NHCORc其中Rc是C1-4烷基、NRdRe其中Rd和Re独立地是氢或C1-4烷基；或者是RfC(O)-，其中Rf是氢、C1-4烷基、C1-4卤代烷基或C1-4烷氧基；或者是SO2NRgRh，其中Rg和Rh独立地是氢或C1-4烷基。
3.权利要求1或2的方法，其中R1、R2、R5和R6是氢，且R3和R4独立地是氢或甲基。
4.前述任一项权利要求的方法，其中R7是卤素或NO2。
5.前述任一项权利要求的方法，其中R8是氢。
6.前述任一项权利要求的方法，其中R9是氢或C1-4烷氧基。
7.前述任一项权利要求的方法，其中R10是连接于苯甲酰基4-位的CH3SO2基团。
8.前述任一项权利要求的方法，其中所述氰化物源是碱金属氰化物。
9.前述任一项权利要求的方法，其中所述溶剂是甲苯。
10.前述任一项权利要求的方法，其中所述相转移催化剂是四丁基铵溴化物。
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