制备5-氟-1H-吡唑的方法技术

用于制备如本说明书中所述的通式(I)的5‑氟‑1H‑吡唑的新方法，其由在水和碱存在下的烯烃与肼的反应获得。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】5-氟-1H-吡唑、特别是5-氟-1-甲基-3-五氟乙基-4-三氟甲基-1H-吡唑是制备作物保护化学品的重要结构单元，如WO2010051926中所记载的那些。现有技术:已知的是，5-氟-1-甲基-3-五氟乙基-4-三氟甲基-1H-吡唑可通过以下方法制备：在-50℃下在乙醚中用不含水的N,N-二甲基肼处理六氟丙烯的二聚体，随后在120℃下加热中间体(I.L.Knunyants et al.，Izv.Akad.Nauk SSSR，(1990)2583-2589)。但是，这两步转化，第一步需要较低的温度，并且在第二步的热消去反应期间导致CH3F的形成，这使得该方法昂贵、对环境不友好，且特别是难以实现工业化。由全氟-2-甲基-2-戊烯和苯肼开始，在三乙胺的存在下，在-50℃下，已显示出可获得90％收率的1-苯基吡唑(SU 1456419)。Furin等人在J.Fluor.Chem.98(1999)29中已报道，全氟-2-甲基-2-戊烯与苯肼在CH3CN中的反应得到了比例为4:1的异构吡唑3和4的混合物。虽然可以以低成本通过商业途径获得(特别是以其水溶液的形式)，但是还未从现有技术中获知用单烷基肼来区域选择性合成所述吡唑。本专利技术所要解决的问题是确定一种由市售可得的氟代烯烃和单取代肼来制备5-氟-1H-吡唑的简单且选择性的方法，特别地，所述方法应是
适用于工业规模的方法。作为一个额外的优点，该方法就安全性和产生不需要的废料而言具有有利的特征。令人惊奇地，通式(I)的5-氟-1H-吡唑可以高纯度并且通过以下时间短且简单的方法进行制备：将通式(a)的烯烃与水反应，随后与式(b)的肼反应R1-NH-NH2 (b)其中R1选自C1-C6烷基、环烷基、C5-C10芳基；R2是具有至少一个氟原子的三卤代甲基部分；且R3选自C1-C5卤代烷基，如CF3、CF2Cl、C2F5、C3F7、CF2CF2Cl、CFClCF3。令人惊奇地，已经发现第一步骤中式(a)的氟代烯烃与水和碱相互作用，随后所形成的式(c)的中间体与式(b)的肼反应，这些步骤均区域选择性地进行，仅形成一种或几乎仅形成一种高收率的式(I)的异构吡唑。本专利技术的方法在以下两步图中进行说明:步骤1：式(II)的化合物与水和碱的反应通常，Kat取决于反应中所用的碱的选择。优选地，Kat选自Li+、Na+、K+、Cs+、(N烷基4)+、(HN烷基3)+。更优选地，Kat是(HN烷基3)+。制备式(c)的化合物的方法记载于：V.Snegirev et all Izvestiya Akademii Nauk SSR，Seriya Khimicheskaya，N.1，第106-119页，1986和T.Martini，J.Fluor.Chem.，8，1976，535-540。所述反应可在有机碱和无机碱的存在下进行。为进行该反应而优选的有机碱是：三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、甲基二异丙胺、N-甲基吗啉、吡啶、烷基吡啶、三甲基苄基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、Hünig碱。优选的碱是三乙胺。为进行该反应而优选的无机碱是：NaHCO3、K2CO3、NaOH、NaHCO3、KF、LiOH、CsOH、Cs2CO3。根据本专利技术另一优选的实施方案，在所述反应中使用的水的量为每当量式(a)的化合物1至10当量、优选1.2至7当量、更优选1至5当量。碱的量为每当量式(a)的化合物1至7当量、优选1.5至5当量、更优选1.5至3.5当量。通常，进行步骤1的反应时间并不是非常重要，且可以特别取决于反应体积、所用碱的性质及式(a)的烯烃的反应性。反应时间优选在1至5小时的范围内、更优选在1至3小时的范围内。步骤2：式(c)的化合物与式(b)的肼的反应进行本专利技术所必须的是，化合物(c)在防止其异构化或分解的条件下存在，例如，通过如酸化而形成相应的酮。这通常通过控制pH或选择合适的碱以稳定式(c)的化合物来确保。Kat为除质子外的阳离子。通常，除质子外的任何有机或无机阳离子均可在该反应中使用。优选R1选自烷基，特别优选是甲基。优选R2选自CF3、CF2Cl，特别优选是CF3。优选R3选自CF3、C2F5、C3F7、CF2CF2Cl、CFClCF3，特别优选是C2F5。最优选是R1＝甲基、R2＝CF3、R3＝C2F5的结合。本专利技术的一个优选实施方案涉及用于制备式(Ia)的吡唑的方法，其中R1选自C1-C6烷基，并且所述方法包括全氟-2-甲基-2-戊烯与通式(b)的肼的反应。R1-NH-NH2 (b)单烷基肼和单芳基肼是市售可得的。本专利技术的一个特别优选的实施方案涉及用于制备式(Ib)的吡唑的方法，其由全氟-2-甲基-2-戊烯开始全氟-2-甲基-2-戊烯是市售可得的((Fa.Daikin)和P&M Invest(Russia))或可通过六氟丙烯的二聚反应制备，参见US 5,254,774；R.Haszeldiner等人，Journal of the Chemical Society[Section]D：Chemical Communications(1970)，(21)，1444-1445。优选的式(c)的化合物是环化反应(步骤2)在选自以下的不同溶剂中进行a)烷烃，如己烷，例如环己烷或甲基环己烷；b)卤代烷烃，优选二氯甲烷、二氯乙烷；c)醇，优选甲醇、乙醇或异丙醇；d)腈，优选乙腈或丁腈；e)酰胺，优选二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺；f)醚，如乙醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚；g)苯、甲苯、二氯苯、氯苯。用于所述环化的特别优选的溶剂是二氯甲烷、二氯乙烷、乙腈和丁腈，用于该反应的最优选的溶剂是二氯甲烷、乙腈和丁腈。根据本专利技术的另一个实施方案，所述环化在以下温度范围内进行：-5℃至50℃、更优选0℃至30℃、最优选0℃至室温。通常，反应时间并不是非常重要且可以取决于反应体积，其优选在3至20小时的范围内，更优选在1至5小时的范围内。式(IV)的化合物与式(III)的化合物的比例可以在较大的范围内变化，优选每当量式(IV)的化合物0.9至3.5当量、更优选1至2.5当量、甚至更优选1至1.5当量的(III)。步骤3在步骤3中，式(I)的化合物、优选化合物(Ia)可通过将化合物(I)、优选化合物(Ia)与CN-供体如碱性氰化物(例如，NaCN、KCN、CsCN或CuCN)反应而分别转化为其式(6)或(6a)的CN类似物其中R1是(C1-C4)-烷基，优选地，式(6)的化合物是式(6a)的化合物：典型的溶剂是乙腈、DMF、DMA、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、环丁砜、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚。优选的溶剂是乙腈、DMF或DMA。通常，该反应的温度在30℃和120℃之间，优选在40℃和110℃之间，更优选60℃以上，如在60℃和120℃之间或在60℃和100℃之间。通常，反应时间并不是非常重要且可以取决于反应体积。优选地，反应时间在2小时和8小时之间，更优选地在4和8小时之间。步骤4在步骤4中，根据本领域中已知的水解步骤，可将式(6)、优选式(6a)的化合物分别转化为其式(7)、优选式(7a)的羧酸类似物：其中R1是C1-C4-烷基，优选地，式(7)的化合物是式(7a)的化合物：氰本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于合成通式(I)的5‑氟‑1H‑吡唑的方法其中将通式(a)的烯烃在第一步骤中c)与水和碱反应，并在第二步骤中d)与式(b)的肼反应R1‑NH‑NH2   (b)，其中，R1选自C1‑C6烷基、C5‑C10芳基，优选C1‑C6烷基，更优选甲基；R2是具有至少一个氟原子的三卤代甲基部分；且R3选自C1‑C5卤代烷基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.27 EP 13194561.01.用于合成通式(I)的5-氟-1H-吡唑的方法其中将通式(a)的烯烃在第一步骤中c)与水和碱反应，并在第二步骤中d)与式(b)的肼反应R1-NH-NH2 (b)，其中，R1选自C1-C6烷基、C5-C10芳基，优选C1-C6烷基，更优选甲基；R2是具有至少一个氟原子的三卤代甲基部分；且R3选自C1-C5卤代烷基。2.根据权利要求1的方法，其中R1是甲基R2是CF3R3是C2F5。3.根据权利要求1或2的方法，其中所述碱是三乙胺。4.用于合成通式(I)的5-氟-1H-吡唑的方法，其中将式(c)的化合物与式(b)的肼反应R1-NH-NH2 (b)，其中R1选自C1-C6烷基、C5-C10芳基；R2是具有至少一个氟原子的三卤代甲基部分；且R3选自C1-C5卤代烷基，并且其中Kat是除质子外的任何有机或无机阳离子。5.根据权利要求4的方法，其中R2是三氟甲基，R3是五氟甲基，并且其中Kat是(HN烷基3)+。6.用于制备式(IV)的化合物的方法，其包括根据权利要求1至权利要求5中任一项的步骤，其中R1是C1-C4-烷基；且A1是C-R2；且R2是氢、氟、氯、溴、CN、NO2、任选卤代的C1-C6-烷基、任选卤代的C1-C4-烷氧基、任选卤代的C1-C4-烷基磺酰基、任选卤代的C1-C4-烷基亚磺酰基或N-环丙基氨基羰基(-C(＝O)-NH-环
\t丙基)；优选氢、氟、氯、溴、CN、NO2、甲基、乙基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、1-甲基乙氧基、氟甲氧基、二氟甲氧基、氯二氟甲氧基、二氯氟甲氧基、三氟甲氧基、2,2,2-三氟乙氧基、2-氯-2,2-二氟乙氧基、五氟乙氧基、甲基磺酰基、甲基亚磺酰基、三氟甲基磺酰基、三氟甲基亚磺酰基或N-环丙基氨基羰基，更优选氢、氟、氯、溴、CN、NO2、甲基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、甲氧基、乙氧基或五氟乙氧基，优选氢、氟、氯、溴，最优选氯；且A2是C-R3或氮；且R3是氢、甲基、氟或氯，优选氢；且T表示以下所列的基团T1-T9中的一种，其中连接至吡唑头部基团的键标记有星号*，或者*-C(＝O)-NH-T9；并且R6彼此独立地表示卤素、氰基、硝基、氨基或任选取代的C1-C6-烷基、C1-C6-烷氧基、C1-C6-烷基羰基、C1-C6-烷基硫烷基、C1-C6-烷基亚磺酰基、C1-C6-烷基磺酰基；且n表示数值0-2，优选表示0，条件是在T5、T6和T8中n是0或1且在T7中n是0；并且Q是氢、氰基、羟基、甲酰基，或者以下基团中的一种：C1-C6-烷基、C3-C6-烯基、C3-C6-炔基、C3-C9-环烷基、C3-C9-杂环烷基、C1-C4-烷氧基、C4-C15-烷基环烷基、C4-C15-环烷基烷基、C1-C6-羟基烷基、C6-芳基-C1-C3-烷基、C5-C6-杂芳基-C1-C3-烷基、C1-C4-氨基烷基、氨基羰基-C1-C4-烷基或C1-C4-烷基-氨基
\t-C1-C4-烷基，其任选地被一个、两个、三个、四个或五个、优选被一个或两个、更优选被一个独立地选自以下的取代基取代：羟基、硝基、氨基、卤素、C1-C3-烷氧基、氰基、羟基羰基、C1-C4-烷氧羰基、C1-C4-烷基氨基甲酰基、C4-C6-环烷基氨基甲酰基，且任选独立地被一个、两个或三个选自以下的取代基取代：卤素、氰基、硝基、羟基羰基、C1-C2-烷基氨基甲酰基、C1-C2-烷基、卤代C1-C2-烷基和C1-C2-烷氧基取代的苯基；优选地，Q是C3-C6-环烷基，或是被至少一种选自以下的取代基取代的C3-C6-环烷基：氯、氟、溴、碘、氰基和羟基，或是C6-芳基-C1-C3-烷基；更优选地是环丙基、1-氰基-环丙基或苄基(-CH2-C6H5)。7.根据权利要求6的方法，其中式(IV)的化合物是式(II)、优选式(II’)的化合物。8.根据权利要求6或权利要求7的方法，其中式(IV)的化合物是化合物(IIa)。9.根据权利要求6至8中任一项的方法，其还包括以下步骤：-将化合物(I)与氰基-供体反应，以制备式(6)的中间体其中R1是(C1-C4)-烷基；并且-在第一水解步骤中将化合物(6)与无机强碱反应，随后在第二水解步骤中加入无机酸，以制备式(7)的中间体其中R1是(C1-C4)-烷基；并且-将式(8)的化合物或其盐(8’)与化合物(7)经活化的形式(7’)反应，以制备式(II)的化合物，其中R1、A1、A2和Q如权利要求5中所定义并且LG是任何离去基团。10.根据权利要求6的方法，其中式(IV)的化合物是式(III)的化合物其中R1是C1-C4-烷基；且A1是C-R2；R2是氢、氟、氯、溴、CN、NO2、任选卤代的C1-C6-烷基、任选卤代的C1-C4-烷氧基、任选卤代的C1-C...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·帕斯诺克，N·路伊，C·冯克，A·尼夫，V·M·季莫申科，E·I·卡敏斯卡亚，Y·G·舍尔莫洛维奇，
申请(专利权)人：拜耳作物科学股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE