专利名称：制备取代的苯乙酸衍生物及新中间体的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备苯乙酸衍生物的新方法，该衍生物在α位上未被取代，而且是部分已知的，本发明还涉及新的中间体及其制备方法。
已经知道取代的苯乙酸及其衍生物的制备是将适当取代的芳族化合物氯甲基化或溴甲基化，得到氯甲基化或溴甲基化的芳族化合物，然后使其与氰化物反应，接着水解成酸(例如参见J.Org.Chem.58，1262(1993);Houben-Weyl，Methoden der Organischen Chemie[有机化学方法]，Georg Thieme Verlag，Stuttgart，第5/4卷，484页，1960;Houben-Weyl，Methoden der Organischen Chemie[有机化学方法]，Georg Thieme Verlag，Stuttgart，第Ⅷ卷，427页，1952)。但是，此方法的缺点是，由于在卤甲基化作用期间可能形成致癌的双(卤甲基)醚，在进行反应时必须采取更彻底的预防措施。
发表在J.Org.Chem.1991年56卷183-187页的文章叙述了在AlCl3存在下用相应的2-(磺酰氧)丙酸酯或2-(磺酰氧)丁酸酯将芳族化合物烷基化来制备2-芳基丙酸酯和2-芳基丁酸酯。没有提到在α位上未被取代的苯乙酸的合成(例如还参见Org.Prep.Proc.Int.1989，21(3)，375-376;J.Amer.Chem.Soc.113，9630(1991);Tetrahedron Lett.，26，477(1985);J.Med.Chem.24，382(1981);J.Amer.Chem.Soc.95，3340(1973))。
另外，已知可以在相转移条件下将苄基卤羧基化来制得苯乙酸(Tetrahedron Lett.，24(37)，4005-4008(1983);J.Chem.Soc.，Chem.Commun.，(24)，1090-1091(1978))。这些方法的一个重大缺点是，除了要用羰基铁和羰基钴以外，它们还必须部分地在压力下进行，而且生成反应混合物。
本发明提供了(1)一种制备式(Ⅰ)的苯乙酸衍生物的方法其中Ar代表未取代的或被1至5个相同或不同的取代基取代的苯基，可能的取代基是卤素、烷基、烷氧基、卤代烷基、卤代烷氧基、烷基羰氨基、二烷基氨基、取代或未取代的芳基和取代或未取代的芳氧基，和R1代表氰基、氨基羰基、烷氨基羰基、二烷基氨基羰基或者基团-COOR2，其中R2代表氢、取代或未取代的烷基、链烯基、卤代烷基，或者R2代表取代的或未取代的芳基或芳烷基，该方法包括使式(Ⅱ)的磺酰氧活化的羟基乙酸衍生物与式(Ⅲ)的芳族化合物反应，如果需要，在稀释剂和酸存在下反应，随后若有必要，将所得的产物水解，
其中R1的定义如上，R3代表卤素、烷基、卤代烷基，或者代表取代的或未取代的芳基或苄基，
其中Ar的定义如上;
(2)一种制备式(Ⅱa)的磺酰化甘醇酸正丁酯的方法 其中R3的定义如上，该方法包括使式(Ⅳ)的甘醇酸正丁酯与式(Ⅴa)的磺酰卤或式(Ⅴb)的磺酸酐反应，如果需要，在稀释剂和酸结合剂存在下反应，
其中R3的定义如上，Hal代表氟、氯或溴，特别是氟或氯;
(3)式(Ⅰa)的新的苯乙酸酯其中Ar1代表被三个相同或不同的C1-C5烷基取代的苯基;
(4)式(Ⅱa)的新的磺酰化甘醇酸正丁酯 其中R3的定义如上，但是[(氟代磺酰)氧]乙酸正丁酯化合物除外(Izv.Akad.Nauk.SSSR，Ser.Khim.，(4)，806-809，1979)。
根据本发明(1)的方法，通过用磺酰氧乙酸衍生物进行弗瑞德-克莱福特烷基化以很高的产率得到了高纯度的式(Ⅰ)苯乙酸衍生物，这一定是非常令人惊奇的，因为在这些反应条件下通常预期一定会有较高比例的不良的副产物和与此相联系的低产率。根据本发明方法的另一优点是避免了强烈致癌的双(卤代甲基)醚的形成，而在以芳族化合物的氯甲基化作为中间步骤来制备苯乙酸衍生物时则会形成。因此，这种新方法可以在安全和环境方面有重大改进的情况下进行。
与先有技术的方法相比，本发明的方法证明是合成式(Ⅰ)的苯乙酸衍生物的一种成本大大降低的方法，因此代表了对先有技术的宝贵补充。
根据本发明方法制备的化合物优选是该式(Ⅰ)的化合物，其中Ar代表未取代的或用1到3个相同或不同的取代基取代的苯基，可能的取代基是氟、氯、溴、C1-4烷基、C1-4烷氧基、C1-4卤代烷基、C1-4卤代烷氧基、C1-4烷基羰氨基、二(C1-C4烷基)氨基、或者代表未取代的或被卤素或C1-C6烷基取代的苯基和苯氧基，和R1代表氰基、氨基羰基、甲氨基羰基、二甲基氨基羰基或者基团-COOR2，其中R2代表氢、C1-18烷基、C3-C6链烯基、氟或氯取代的C1-18烷基，或者代表未取代的或被卤素或C1-C6烷基取代的苯基或苄基。
用本发明方法制备的化合物特别优选是以下的式(Ⅰ)化合物，其中Ar代表未取代的或或者用1到3个相同或不同的取代基取代的苯基，可能的取代基是氟、氯、溴、甲基、乙基、正和异丙基、正、异、仲和叔丁基、甲氧基、乙氧基、三氟甲基、二氟甲基、三氟甲氧基、二氟甲氧基、甲基羰氨基，或者代表未取代的或被氟、氯、溴、CN-、NO2-、甲基、甲氧基、甲硫基、三氟甲基、三氟甲氧基取代的苯基和苯氧基，和R1代表氰基或者氨基羰基，羧基，甲氧羰基、乙氧羰基，正或异丙氧基羰基，正、异、仲或叔丁氧羰基，戊氧或己氧基羰基。
最好是，本发明的方法涉及式(Ⅰ)化合物的制备，其中Ar代表2，4，6-三甲基苯基，R1代表氰基或羧基、甲氧羰基、乙氧基羰基或正丁氧基羰基。
上面一般性地列出的或是作为优选基团列出的那些基团的定义不仅适用于式(Ⅰ)的最终产物，也同样适用于在各种情形的合成中所需要的起始物或中间体。
定义的这些基团可以根据需要彼此组合，而且也可以在特别优选和优选的范围内组合。
例如，如果使用1，3，5-三甲基苯和甲磺酰氧乙酸正丁酯作为起始物、用氯化铝作为路易斯酸，则本发明方法的反应顺序可以用以下示意图表示 上面在(1)中所述的本发明方法中作为制备式(Ⅰ)的化合物的起始物使用的磺酰氧活化的羟基乙酸衍生物的一般定义由式(Ⅱ)规定。在式(Ⅱ)中，R1和R3优选或特别优选具有上面在叙述式(Ⅰ)和(Ⅱ)的化合物时作为优选或特别优选的R1和R3已经提到的含义。
式(Ⅱ)的磺酰氧活化的羟基乙酸衍生物有一些是文献中原则上已知的(例如见，德国专利2431734，日本专利59010564，美国专利4260555，Bull.Chem.Soc.Jpn.43，1572-1573(1970)，J.Phys.Chem.94，8835-8839，(1990)，J.Org.Chem.42，3109-3113，(1977)，Izv.Akad.Nauk SSSR，Ser.Khim(7)，1682，1983)。已知和仍然未知的式(Ⅱ)磺酰氧-烷基化的羟乙酸衍生物可以根据在(2)中叙述的本发明的方法得到。
在以上(1)中叙述的本发明的方法中作为起始物使用的芳族化合物的一般定义由式(Ⅲ)规定。在式(Ⅲ)中，Ar优选或特别优选具有前面在叙述式(Ⅰ)化合物时作为优选或特别优选的Ar所提到的含义。
式(Ⅲ)的芳族化合物是已知的化学合成化合物。
在(1)中叙述的本发明的方法优选在稀释剂存在下进行。
为进行(1)中所述的方法所需的合适稀释剂是在反应条件下呈惰性的任何常用的有机溶剂。例如，它们特别包括惰性溶剂，如烃类、卤代烃类、硝基烷类和硝基芳族化合物。实施例有己烷、环己烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、硝基甲烷或硝基苯。使用为进行(1)中所述的本发明方法所需的式(Ⅲ)芳族化合物本身作为稀释剂特别有利。
在进行(1)中所述的本发明的方法时，反应温度可以在相当宽的范围内变化。一般来说，反应在-20℃至200℃之间的温度下进行，优选的温度范围为0℃至150℃。
在(1)中所述的本发明的方法一般是大气压下进行。但是它也可以在高压或低压下进行。
(1)中所述的本发明方法的步骤是在强酸存在下进行的。这些酸的实施例包括路易斯酸，例如氯化铝、溴化铝、三氯化锑、氯化铁、四氯化锡、氯化锌、四氯化钛、三氯化硼或三氟化硼;无机酸，例如硫酸或盐酸(如果需要，可以以气态形式使用)，以及磺酸类，例如对甲苯磺酸或三氟甲磺酸。最好是使用路易斯酸，其中特别优选氯化铝。
每摩尔式(Ⅱ)的磺酰氧活化的羟基乙酸衍生物在50-500毫升的上述的一种稀释剂中使用例如1.0-10.0摩尔、优选2.3-4.0摩尔、特别优选2.75-4.0摩尔的路易斯酸、无机酸或磺酸以及1-20摩尔的芳族化合物。
在一项优选的实施方案中，以下述方式进行(1)中所述的本发明的方法首先将相应的式(Ⅲ)芳族化合物本身作为稀释剂加入，或者与一种路易斯酸(如氯化铝)一起溶在上述的一种溶剂中，然后加入式(Ⅱ)的磺酰氧活化的羟基乙酸衍生物，接着将所形成的混合物在所述温度下搅拌，直到反应完成。
根据所选择的起始物和反应条件，可以得到苯乙酸酯、苯乙酸或者苯乙腈。
在另一项实施方案中，进行(1)中所述的本发明的方法时，首先加入式(Ⅱ)的磺酰氧活化的羟基乙酸衍生物和式(Ⅲ)的芳族化合物，如果需要，溶解在溶剂中，然后加入一种路易斯酸或无机酸或者磺酸，在所述温度下搅拌所形成的混合物，直到反应结束。
后处理可以用常用方法进行，例如用10%盐酸水解，用基本上与水不混溶的有机溶剂萃取，将有机相干燥，减压除掉溶剂。这样得到的粗产物可以用重结晶、色谱法或蒸馏法纯化。
在另一项实施方案中，如果需要，可以将用上述方法(1)得到的粗产物(酯或腈)用酸或碱水解，得到取代的苯乙酸或苯乙酰胺。水解可以用通常已知的方法进行(例如参见，Houben-Weyl，Methodender Organischen Chemie，[有机化学方法]，Georg Thieme Verlag，Stuttgart，第Ⅷ卷427页;Bl.Soc.Chim.Belg.，64，91(1954);J.Am.Chem.Soc.，72，4091(1950);Org.Synth.Coll.Vol.Ⅲ557，558(1955))。例如，将1摩尔用上述方法(1)得到的粗产物加到1-50摩尔氢氧化钠在甲醇/水中的溶液里，在20℃-150℃之间的温度下搅拌所形成的混合物几小时。为进行后处理，用基本上不溶于水的有机溶剂萃取反应混合物，水相用无机酸酸化，滤出或萃取出产物。
但是，用无机酸(例如浓硫酸或盐酸)在20-150℃的温度下于水中和用上述方法(1)得到的粗产物(酯或腈)反应也可以很方便。该产物用过滤或萃取法分离。
如果需要，可以用常用方法(例如蒸馏、色谱或结晶法)将粗产物经上述酸或碱水解得到的式(Ⅰ)最终产物的纯度进一步提高。
在(2)中所述的方法中作为起始物使用的式(Ⅳ)的甘醇酸正丁酯是有机化学中通常已知的化合物。
在上述(2)中的方法里同样作为起始物提到的磺酰卤和磺酰酸酐的一般定义由式(Ⅴa)和(Ⅴb)规定。在式(Ⅴa)和(Ⅴb)中，R3优选或者特别优选具有上面在叙述式(Ⅱ)化合物时已经提到的优选或特别优选的R3的含义。Hal代表氟、氯或溴，优选是氟或氯。
式(Ⅴa)的磺酰卤和式(Ⅴb)的磺酸酐是已知的合成化学物。
在(2)中叙述的本发明制备式(Ⅱa)的磺酰化甘醇酸正丁酯的方法最好是在稀释剂存在下进行。合适的稀释剂是在反应条件下呈惰性的任何常用的有机溶剂。可用的溶剂最好是芳族或脂族烃类，例如甲苯、苯、正己烷、环己烷;卤代烃类，例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、氯苯和邻二氯苯;还有酮类，例如丙酮和甲基异丙基酮;醚类，例如乙醚、四氢呋喃和二噁烷;羧酸酯类，例如乙酸乙酯;以及强极性溶剂，例如二甲基亚砜和四氢噻吩砜。如果酰基卤的水解稳定性允许，反应也可以在水存在的情况下进行。
(2)中所述的本发明的方法优选在酸结合剂存在下进行。它们特别包括碱金属碳酸盐，(例如碳酸钾)，碱土金属碳酸盐(如碳酸钙)，碱金属氢氧化物(如氢氧化钠和氢氧化钾)，碱土金属氧化物(如氧化镁和氧化钙)，脂族、芳族或杂环胺(如三甲胺、三乙胺、N，N-二甲基苯胺、N，N-二甲基苄胺、重氮双环辛烷(DABCO)、重氮双烷壬烯(DBU)、吡啶、2-甲基-5-乙基-吡啶、二甲基吡啶、2，4，6-三甲基吡啶、4-二甲基氨基-吡啶)和咪唑类。
在进行(2)中所述的本发明的方法时，反应温度可以在相当宽的范围内变化。通常，该反应在-50℃与 50℃之间的温度下进行，优选在-20℃和室温之间的温度下进行。
(2)中所述的本发明的方法一般在大气压下进行。但是也可以在高压或减压下进行。
在进行(2)中所述的本发明的方法时，例如，1摩尔的式(Ⅳ)的羟基乙酸正丁酯与1至5摩尔、优选1至2摩尔的式(Ⅴa)磺酰卤，或者与1至5摩尔、优选1至2摩尔的式(Ⅴb)的磺酸酐，以及1至5摩尔、优选1至2摩尔的酸结合剂在100至500毫升稀释剂中反应。
在(2)中所述的本发明方法的一项优选的实施方案中，首先将式(Ⅳ)的甘醇酸正丁酯与酸结合剂一起在给定的温度范围内加入到上述的一种惰性的有机溶剂中，同时加入式(Ⅴa)的磺酰卤或式(Ⅴb)的磺酸酐。继续搅动反应混合物几小时。后处理可用常用方法进行，例如利用该反应混合物水解，用基本上不溶于水的有机溶剂(例如乙醚或二氯甲烷)萃取水相并将有机相干燥。随后在减压下蒸馏除掉该溶剂。这样得到的粗产物可以进一步地直接作为起始物用于(1)中所述的本发明方法，或者用蒸馏、结晶或色谱法进一步纯化。
(3)中所述的苯乙酸衍生物的一般定义由式(Ⅰa)规定。
Ar1优选代表被三个相同或不同的C1-C8烷基取代的苯基。
Ar1特别优选代表被三个相同或不同的C1-C6烷基取代的苯基。
Ar1最好是代表被三个选自甲基、乙基、正或异丙基的相同或不同的取代基取代的苯基。
式(Ⅰa)的苯乙酸衍生物是新化合物，由本发明提供。它们可以用本发明(1)的方法得到。
(4)中所述磺酰化甘醇酸正丁酯的一般定义由式(Ⅱa)规定。
R3优选代表氯、溴、C1-C8烷基、C1-C8卤代烷基，或者代表未取代的或被1-3个相同或不同的取代基取代的苯基或苄基，这些取代基选自氰基、硝基、卤素、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基或C1-C8卤代烷氧基。
R3特别优选代表氯、溴、甲基、乙基、正或异丙基，未取代的或者被选自氟、氯和/或溴的一个或多个取代基取代的正、仲、异或叔丁基。或者代表未取代的或被选自氰基、硝基、氯或溴的1至3个相同或不同的取代基取代的苯基，或者是被甲基、乙基、正或异丙基、正、仲、异或叔丁基取代的苯基，这些取代基都是未取代的，或是被选自氟、氯和/或溴的一个或多个取代基取代。
文献中尚未公开过式(Ⅱa)的磺酰化甘醇酸正丁酯，只有化合物[(氟代磺酰)氧]乙酸正丁酯例外(Izv.Akad.Nauk.SSSR，Ser.Khim.，(4)，806-809，1979)。它们由本发明作为新物质提供，可以根据上面(2)中所述的方法制备。
用本发明方法制备的式(Ⅰ)的取代的苯乙酸衍生物可以作为制备除草剂和农药的原料(例如见欧洲专利EP-A 528156)。
制备实施例实施例Ⅱ-1 CH3SO2OCH2COOCH3首先将18克(0.2摩尔)羟基乙酸甲酯加入到250毫升二氯甲烷中，将所形成的该溶液冷却到0℃。向此溶液中加入20.2克(0.2摩尔)三乙胺，然后，在1小时内于0℃下逐滴加入34.3克(0.3摩尔)甲磺酰氯。将批料在0℃下搅拌过夜。加入冰水，用二氯甲烷萃取水相几次，合并的有机相在硫酸钠上干燥。在将干燥剂过滤和蒸走溶剂后，进行真空精馏。分离出29.7g(理论值的88%)甲磺酰氧乙酸甲酯，GC(气相色谱)含量＞98%，沸点98°-101℃/0.1毫巴，为无色油状物。
实施例Ⅱ-2 首先将18克(0.2摩尔)羟基乙酸甲酯和20.2克(0.2摩尔)三乙胺加入0℃的300毫升二氯甲烷中。然后，在此温度下分小份加入41.9克(0.22摩尔)甲苯磺酰氯。在0℃下继续搅拌批料过夜。加入冰水，分离两相，用二氯甲烷萃取水相三次。该合并的有机相用水洗一次，干燥，在旋转蒸发仪上除掉该溶剂。分离出48克(理论值的98%)GC含量为96%的甲苯磺酰氧乙酸甲酯，为无色固体。
实施例Ⅱ-a-1 CH3SO2OCH2COO-nC4H9首先在-5℃下向300毫升二氯甲烷中加入27.8克(0.2摩尔)羟基乙酸正丁酯(GC纯度95%)和20.2克(0.2摩尔)三乙胺。然后在0-5℃下缓慢地逐滴加入34.4克(0.3摩尔)甲磺酰氯在50毫升二氯甲烷中的溶液。在0℃下继续搅拌批料过夜，加入冰水，分出两相，用二氯甲烷萃取水相两次。将该合并的有机相干燥，在旋转蒸发仪上除掉该溶剂，留下无色的油状物，将其在真空下进行初始蒸馏。分离出几乎无色的油状物甲磺酰氧乙酸正丁酯(40.5克，理论值的96.3%，GC含量91%)。
1H NMR＊(δ＝0.946(t，3H，CH3)，1.33-1.45(m，2H，CH2)，1.61-1.706(m，2H，CH2)，3.21(s，3H，CH3)，4.22(t，2H，CH2)，4.77(s，2H，CH2)).
实施例Ⅱ-a-2 用同样方法从27.8克(0.2摩尔)羟基乙酸正丁酯、46克(0.26摩尔)苄基磺酰氯和20.2克(0.2摩尔)三乙胺得到45.8克(理论值的84%)苯基磺酰氧乙酸正丁酯。
1H NMR＊(δ＝0.83(t，3H，CH3)，1.19-1.31(m，2H，CH2)，1.45-1.55(m，2H，CH2)，4.05(t，2H，CH2)，4.54(s，2H，CH2)，7.47-7.89(m，5H，苯基).
实施例Ⅰ-1 先将39.9克(0.3摩尔)氯化铝加到200毫升1，3，5-三甲基苯中，将该混合物加热到40-45℃。搅拌0.5小时，在所述温度下于1小时内逐滴加入22.0克(0.1毫升)甲磺酰氧乙酸正丁酯(GC含量91%，0.095摩尔)。在40-45℃下再将批料搅拌过夜，然后用10%的盐酸水解。分离出有机相，用乙醚萃取水相二次，将该有机相合并后干燥。在蒸走溶剂和1，3，5-三甲基苯之后，向所得的油状粗产物中加入12克NaOH在25毫升水和80毫升甲醇中的溶液，将混合物回流5小时。该反应混合物倒入水中，用乙醚萃取两次，用浓盐酸将水相酸化。用二氯甲烷萃取水相几次，该有机相合并后干燥之，在蒸走溶剂后分离出14.0克的2，4，6-三甲基苯乙酸(理论值的82.7%，GC含量96%)。
实施例Ⅰ-2 先将79.8克(0.6摩尔)氯化铝加到400毫升1，3，5-三甲基苯中，将所形成的混合物加热到40-45℃。再搅拌1小时，在2-3小时内于所述温度下逐滴加入33.6克(0.2摩尔)甲磺酰氧乙酸甲酯(GC纯度98%)。再将此批料在40-45℃下搅拌过夜，然后用10%的盐酸水解。分离出有机相，用乙醚或二氯甲烷萃取水相两次，将该有机相合并后干燥。在进一步蒸走挥发性溶剂后，得到38.7克油状的粗产物。为了分离出酯，可以将此粗产物蒸馏或者将它与25克NaOH在50毫升水和160毫升甲醇中回流5小时以转化成2，4，6-三甲基苯乙酸。将该反应溶液倒入水中，用乙醚将所形成的混合物萃取两次，然后用浓盐酸将水相酸化。抽气滤出沉淀的产物。用二氯甲烷萃取几次，将有机相合并干燥，在蒸走溶剂后分离出3.0克2，4，6-三甲基苯乙酸(理论值的84.2%，GC含量96%)。
实施例Ⅰ-3 首先将17.8克(0.133摩尔)氯化铝加到1，3，5-三甲基苯中，将所形成的混合物加热到40-45℃。在1-2小时内逐滴加入10克(0.044摩尔)对甲苯磺酰氧乙酸甲酯。在40-45℃下再将混合物搅拌过夜，用100毫升10%的盐酸水解，分离出有机相，用二氯甲烷萃取水相两次，将有机相合并干燥。在蒸走溶剂后，将油状的粗产物回流，直接与6克NaOH一起在20毫升水和50毫升甲醇中搅拌3小时。将该反应溶液倒入水中，用乙醚萃取此混合物两次，然后用浓盐酸酸化水相，用二氯甲烷萃取混合物三次，将有机相合并干燥，蒸走溶剂后分离出6.6克(理论值的83%)2，4，6-三甲基苯乙酸。
实施例Ⅰ-4 8.0克(0.06摩尔)氯化铝和5.4克(0.0198摩尔)苯磺酰氧乙酸正丁酯按照实施例7的方法在60毫升1，3，5-三甲基苯中反应，该反应混合物用5克的NaOH在15毫升水和50毫升甲醇中水解以得到酸。分离出3.0克(85%理论值)的2，4，6-三甲基苯乙酸。
实施例Ⅰa-1 首先将20克(0.15摩尔)氯化铝加入到100毫升1，3，5-三甲基苯中，将所形成的混合物被加热到40-45℃。在一小时内逐滴加入10.6克(0.05摩尔)甲磺酰氧乙酸正丁酯。再搅拌此混合物过夜，然后用100毫升10%的盐酸水解，分离出有机相，用二氯甲烷萃取水相。将有机相干燥，分离出溶剂。向所得的粗产物中加几次石油醚，分离出剩余的无色固体。用这种方式直接分离出1.3克(理论值的14%)2，4，6-三甲基苯乙酸。将石油醚相浓缩，粗产物减压蒸馏(0.01毫巴，沸点120℃)。分离出8.8克(理论值的75.1%)2，4，6-三甲基乙酸正丁酯。
1H NMR＊(δ＝0.90(t，3H，CH3)，1.29-1.37(m，2H，CH2)，1.54-1.61(m，2H，CH2)，2.25(s，3H，CH3)，2.29(s，6H，2xCH3)，3.63(s，2H，CH2)，4.07(t，2H，CH2)，6.85(m，2H，芳香氢))。
实施例Ⅰ-5 首先在40毫升的1，3，5-三甲基苯中加入8.0克(0.06摩尔)氯化铝，将得到的该混合物加热到40-45℃。加入4.1克(0.02摩尔)苯磺酰氧乙腈，将此混合物在40-45℃下搅拌6小时。然后加入100毫升10%的盐酸，用二氯甲烷萃取该反应混合物几次。将该有机相干燥，蒸走溶剂，得到的粗产物与9毫升浓硫酸一起在11毫升水中回流6小时，加入冰水，用NaOH使该混合物呈碱性，并用乙醚萃取。用浓盐酸将水相酸化，用二氯甲烷萃取3次，将有机相干燥。蒸走溶剂之后，得到2.3克(理论值的62%)2，4，6-三甲基苯乙酸。
实施例Ⅰ-6 首先将8.0克(0.06摩尔)氯化铝加到0℃的40毫升1，3，5-三甲基苯中。然后加入4.1克(0.02摩尔)苯磺酰氧乙腈，在室温下搅拌该反应混合物过夜。将水解后得到的粗产物在硅胶上用二氯甲烷层析。分离出2.3克(理论值的72.3%)2，4，6-三甲基苄基氰。
实施例Ⅰ-7 首先将19.15克(0.144摩尔)的氯化铝加入到40-50℃的70毫升苯中，然后加入10克(0.048摩尔)甲磺酰氧乙酸正丁酯。将该混合物再搅拌过夜，用10%盐酸水解并用实施例6至9的方法进行后处理。将所得的粗产物与6克的NaOH一起在15毫升水和50毫升甲醇中回流5小时。按照实施例6至9的方法进一步的后处理。分离出5.17克(理论值的90.3%)苯乙酸。
＊)1H NMR谱是用四甲基硅烷(TMS)作为内标在氘化氯仿(CDCl3)中记录的。化学位移以ppm为单位作为δ值列出。
权利要求
1.一种制备式(Ⅰ)的苯乙酸衍生物的方法其中Ar代表未取代的或者被1至5个相同或不同的取代基取代的苯基，可能的取代基是卤素、烷基、烷氧基、卤代烷基、卤代烷氧基、烷基羰氨基、二烷基氨基、取代或未取代的芳基和取代或未取代的芳氧基，R1代表氰基、氨基羰基、烷氨基羰基、二烷基氨基羰基或者基团-COOR2其中R2代表氢、取代或未取代的烷基、链烯基、卤代烷基，或者代表取代的或未取代的芳基或芳烷基，所述的方法包括使式(Ⅱ)的磺酰氧活化的羟基乙酸衍生物与式(Ⅲ)的芳族化合物反应，如果需要，在稀释剂和酸存在下反应，然后根据需要将所形成的产物水解，其中R1的定义如上，R3代表卤素、烷基、卤代烷基，或者代表取代或未取代的芳基或苄基，其中的Ar的定义如上。
2.权利要求1中的制备式(Ⅰ)的苯乙酸衍生物的方法，其中Ar代表未取代的或者被1-3个相同或不同的取代基取代的苯基，可能的取代基是氟、氯、溴、C1-4烷基、C1-4烷氧基、C1-4卤代烷基、C1-4卤代烷氧基、C1-4烷基羰氨基、二(C1-C4烷基)氨基、或者代表未取代的或者被卤素或C1-C5烷基取代的苯基和苯氧基，R1代表氰基、氨基羰基、甲氨基羰基、二甲基氨基羰基或者基团-COOR2，其中R2代表氢、C1-18烷基、C3-C5链烯基、氟或氯取代的C1-18烷基或者代表未取代的或者被卤素或C1-C5烷基取代的苯基或苄基。
3.权利要求1中的制备式(Ⅰ)的苯乙酸衍生物的方法，其中Ar代表未取代的或者被1-3个相同或不同的取代基取代的苯基，可能的取代基是氟、氯、溴、甲基、乙基、正和异丙基、正、异、仲和叔丁基、甲氧基、乙氧基、三氟甲基、二氟甲基、三氟甲氧基、二氟甲氧基、甲基羰氨基，或者代表未取代的或被氟、氯、溴、CN-、NO2-、甲基、甲氧基、甲硫基、三氟甲基、三氟甲氧基取代的苯基和苯氧基，和R1代表氰基或氨基羰基，羧基，甲氧羰基、乙氧羰基，正或异丙氧基羰基，正、异、仲或叔丁氧基羰基，戊氧或己氧基羰基。
4.权利要求1中的制备式(Ⅰ)的苯乙酸衍生物的方法，其中Ar代表2，4，6-三甲基苯基，和R1代表氰基、羧基、甲氧基羰基、乙氧基羰基或正丁氧基羰基。
5.权利要求1中的方法，其中反应是在-20℃至200℃之间的温度下进行。
6.权利要求1中的方法，其中使用一种路易斯酸作为酸。
7.式(Ⅱa)的一种磺酰化甘醇酸正丁酯 其中R3的定义与权利要求1中相同，但是化合物[(氟代磺酰)氧]乙酸正丁酯除外。
8.一种制备权利要求7中的式(Ⅱa)的磺酰化甘醇酸正丁酯的方法，其中包括使式(Ⅳ)的甘醇酸正丁酯与式(Ⅴa)的磺酰卤或式(Ⅴb)的磺酰酸酐反应，如果需要，在稀释剂和酸结合剂存在下反应 其中，R3的定义如上，Hal代表氟、氯或溴。
9.式(Ⅰa)的一种苯乙酸酯其中Ar代表被3个相同或不同的C1-C5烷基类取代的苯基。
10.使用式(Ⅰ)的苯乙酸衍生物作为制备农药的原料。
全文摘要
一种制备式(I)的苯乙酸衍生物的新方法，Ar-CH
文档编号C07B37/04GK1109871SQ9510161
公开日1995年10月11日 申请日期1995年1月27日 优先权日1994年1月27日
发明者U·施特尔策 申请人:拜尔公司
技术领域：
本发明涉及一种制备苯乙酸衍生物的新方法，该衍生物在α位上未被取代，而且是部分已知的，本发明还涉及新的中间体及其制备方法。
已经知道取代的苯乙酸及其衍生物的制备是将适当取代的芳族化合物氯甲基化或溴甲基化，得到氯甲基化或溴甲基化的芳族化合物，然后使其与氰化物反应，接着水解成酸(例如参见J.Org.Chem.58，1262(1993);Houben-Weyl，Methoden der Organischen Chemie[有机化学方法]，Georg Thieme Verlag，Stuttgart，第5/4卷，484页，1960;Houben-Weyl，Methoden der Organischen Chemie[有机化学方法]，Georg Thieme Verlag，Stuttgart，第Ⅷ卷，427页，1952)。但是，此方法的缺点是，由于在卤甲基化作用期间可能形成致癌的双(卤甲基)醚，在进行反应时必须采取更彻底的预防措施。
发表在J.Org.Chem.1991年56卷183-187页的文章叙述了在AlCl3存在下用相应的2-(磺酰氧)丙酸酯或2-(磺酰氧)丁酸酯将芳族化合物烷基化来制备2-芳基丙酸酯和2-芳基丁酸酯。没有提到在α位上未被取代的苯乙酸的合成(例如还参见Org.Prep.Proc.Int.1989，21(3)，375-376;J.Amer.Chem.Soc.113，9630(1991);Tetrahedron Lett.，26，477(1985);J.Med.Chem.24，382(1981);J.Amer.Chem.Soc.95，3340(1973))。
另外，已知可以在相转移条件下将苄基卤羧基化来制得苯乙酸(Tetrahedron Lett.，24(37)，4005-4008(1983);J.Chem.Soc.，Chem.Commun.，(24)，1090-1091(1978))。这些方法的一个重大缺点是，除了要用羰基铁和羰基钴以外，它们还必须部分地在压力下进行，而且生成反应混合物。
本发明提供了(1)一种制备式(Ⅰ)的苯乙酸衍生物的方法其中Ar代表未取代的或被1至5个相同或不同的取代基取代的苯基，可能的取代基是卤素、烷基、烷氧基、卤代烷基、卤代烷氧基、烷基羰氨基、二烷基氨基、取代或未取代的芳基和取代或未取代的芳氧基，和R1代表氰基、氨基羰基、烷氨基羰基、二烷基氨基羰基或者基团-COOR2，其中R2代表氢、取代或未取代的烷基、链烯基、卤代烷基，或者R2代表取代的或未取代的芳基或芳烷基，该方法包括使式(Ⅱ)的磺酰氧活化的羟基乙酸衍生物与式(Ⅲ)的芳族化合物反应，如果需要，在稀释剂和酸存在下反应，随后若有必要，将所得的产物水解，
其中R1的定义如上，R3代表卤素、烷基、卤代烷基，或者代表取代的或未取代的芳基或苄基，
其中Ar的定义如上;
(2)一种制备式(Ⅱa)的磺酰化甘醇酸正丁酯的方法 其中R3的定义如上，该方法包括使式(Ⅳ)的甘醇酸正丁酯与式(Ⅴa)的磺酰卤或式(Ⅴb)的磺酸酐反应，如果需要，在稀释剂和酸结合剂存在下反应，
其中R3的定义如上，Hal代表氟、氯或溴，特别是氟或氯;
(3)式(Ⅰa)的新的苯乙酸酯其中Ar1代表被三个相同或不同的C1-C5烷基取代的苯基;
(4)式(Ⅱa)的新的磺酰化甘醇酸正丁酯 其中R3的定义如上，但是[(氟代磺酰)氧]乙酸正丁酯化合物除外(Izv.Akad.Nauk.SSSR，Ser.Khim.，(4)，806-809，1979)。
根据本发明(1)的方法，通过用磺酰氧乙酸衍生物进行弗瑞德-克莱福特烷基化以很高的产率得到了高纯度的式(Ⅰ)苯乙酸衍生物，这一定是非常令人惊奇的，因为在这些反应条件下通常预期一定会有较高比例的不良的副产物和与此相联系的低产率。根据本发明方法的另一优点是避免了强烈致癌的双(卤代甲基)醚的形成，而在以芳族化合物的氯甲基化作为中间步骤来制备苯乙酸衍生物时则会形成。因此，这种新方法可以在安全和环境方面有重大改进的情况下进行。
与先有技术的方法相比，本发明的方法证明是合成式(Ⅰ)的苯乙酸衍生物的一种成本大大降低的方法，因此代表了对先有技术的宝贵补充。
根据本发明方法制备的化合物优选是该式(Ⅰ)的化合物，其中Ar代表未取代的或用1到3个相同或不同的取代基取代的苯基，可能的取代基是氟、氯、溴、C1-4烷基、C1-4烷氧基、C1-4卤代烷基、C1-4卤代烷氧基、C1-4烷基羰氨基、二(C1-C4烷基)氨基、或者代表未取代的或被卤素或C1-C6烷基取代的苯基和苯氧基，和R1代表氰基、氨基羰基、甲氨基羰基、二甲基氨基羰基或者基团-COOR2，其中R2代表氢、C1-18烷基、C3-C6链烯基、氟或氯取代的C1-18烷基，或者代表未取代的或被卤素或C1-C6烷基取代的苯基或苄基。
用本发明方法制备的化合物特别优选是以下的式(Ⅰ)化合物，其中Ar代表未取代的或或者用1到3个相同或不同的取代基取代的苯基，可能的取代基是氟、氯、溴、甲基、乙基、正和异丙基、正、异、仲和叔丁基、甲氧基、乙氧基、三氟甲基、二氟甲基、三氟甲氧基、二氟甲氧基、甲基羰氨基，或者代表未取代的或被氟、氯、溴、CN-、NO2-、甲基、甲氧基、甲硫基、三氟甲基、三氟甲氧基取代的苯基和苯氧基，和R1代表氰基或者氨基羰基，羧基，甲氧羰基、乙氧羰基，正或异丙氧基羰基，正、异、仲或叔丁氧羰基，戊氧或己氧基羰基。
最好是，本发明的方法涉及式(Ⅰ)化合物的制备，其中Ar代表2，4，6-三甲基苯基，R1代表氰基或羧基、甲氧羰基、乙氧基羰基或正丁氧基羰基。
上面一般性地列出的或是作为优选基团列出的那些基团的定义不仅适用于式(Ⅰ)的最终产物，也同样适用于在各种情形的合成中所需要的起始物或中间体。
定义的这些基团可以根据需要彼此组合，而且也可以在特别优选和优选的范围内组合。
例如，如果使用1，3，5-三甲基苯和甲磺酰氧乙酸正丁酯作为起始物、用氯化铝作为路易斯酸，则本发明方法的反应顺序可以用以下示意图表示 上面在(1)中所述的本发明方法中作为制备式(Ⅰ)的化合物的起始物使用的磺酰氧活化的羟基乙酸衍生物的一般定义由式(Ⅱ)规定。在式(Ⅱ)中，R1和R3优选或特别优选具有上面在叙述式(Ⅰ)和(Ⅱ)的化合物时作为优选或特别优选的R1和R3已经提到的含义。
式(Ⅱ)的磺酰氧活化的羟基乙酸衍生物有一些是文献中原则上已知的(例如见，德国专利2431734，日本专利59010564，美国专利4260555，Bull.Chem.Soc.Jpn.43，1572-1573(1970)，J.Phys.Chem.94，8835-8839，(1990)，J.Org.Chem.42，3109-3113，(1977)，Izv.Akad.Nauk SSSR，Ser.Khim(7)，1682，1983)。已知和仍然未知的式(Ⅱ)磺酰氧-烷基化的羟乙酸衍生物可以根据在(2)中叙述的本发明的方法得到。
在以上(1)中叙述的本发明的方法中作为起始物使用的芳族化合物的一般定义由式(Ⅲ)规定。在式(Ⅲ)中，Ar优选或特别优选具有前面在叙述式(Ⅰ)化合物时作为优选或特别优选的Ar所提到的含义。
式(Ⅲ)的芳族化合物是已知的化学合成化合物。
在(1)中叙述的本发明的方法优选在稀释剂存在下进行。
为进行(1)中所述的方法所需的合适稀释剂是在反应条件下呈惰性的任何常用的有机溶剂。例如，它们特别包括惰性溶剂，如烃类、卤代烃类、硝基烷类和硝基芳族化合物。实施例有己烷、环己烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、硝基甲烷或硝基苯。使用为进行(1)中所述的本发明方法所需的式(Ⅲ)芳族化合物本身作为稀释剂特别有利。
在进行(1)中所述的本发明的方法时，反应温度可以在相当宽的范围内变化。一般来说，反应在-20℃至200℃之间的温度下进行，优选的温度范围为0℃至150℃。
在(1)中所述的本发明的方法一般是大气压下进行。但是它也可以在高压或低压下进行。
(1)中所述的本发明方法的步骤是在强酸存在下进行的。这些酸的实施例包括路易斯酸，例如氯化铝、溴化铝、三氯化锑、氯化铁、四氯化锡、氯化锌、四氯化钛、三氯化硼或三氟化硼;无机酸，例如硫酸或盐酸(如果需要，可以以气态形式使用)，以及磺酸类，例如对甲苯磺酸或三氟甲磺酸。最好是使用路易斯酸，其中特别优选氯化铝。
每摩尔式(Ⅱ)的磺酰氧活化的羟基乙酸衍生物在50-500毫升的上述的一种稀释剂中使用例如1.0-10.0摩尔、优选2.3-4.0摩尔、特别优选2.75-4.0摩尔的路易斯酸、无机酸或磺酸以及1-20摩尔的芳族化合物。
在一项优选的实施方案中，以下述方式进行(1)中所述的本发明的方法首先将相应的式(Ⅲ)芳族化合物本身作为稀释剂加入，或者与一种路易斯酸(如氯化铝)一起溶在上述的一种溶剂中，然后加入式(Ⅱ)的磺酰氧活化的羟基乙酸衍生物，接着将所形成的混合物在所述温度下搅拌，直到反应完成。
根据所选择的起始物和反应条件，可以得到苯乙酸酯、苯乙酸或者苯乙腈。
在另一项实施方案中，进行(1)中所述的本发明的方法时，首先加入式(Ⅱ)的磺酰氧活化的羟基乙酸衍生物和式(Ⅲ)的芳族化合物，如果需要，溶解在溶剂中，然后加入一种路易斯酸或无机酸或者磺酸，在所述温度下搅拌所形成的混合物，直到反应结束。
后处理可以用常用方法进行，例如用10%盐酸水解，用基本上与水不混溶的有机溶剂萃取，将有机相干燥，减压除掉溶剂。这样得到的粗产物可以用重结晶、色谱法或蒸馏法纯化。
在另一项实施方案中，如果需要，可以将用上述方法(1)得到的粗产物(酯或腈)用酸或碱水解，得到取代的苯乙酸或苯乙酰胺。水解可以用通常已知的方法进行(例如参见，Houben-Weyl，Methodender Organischen Chemie，[有机化学方法]，Georg Thieme Verlag，Stuttgart，第Ⅷ卷427页;Bl.Soc.Chim.Belg.，64，91(1954);J.Am.Chem.Soc.，72，4091(1950);Org.Synth.Coll.Vol.Ⅲ557，558(1955))。例如，将1摩尔用上述方法(1)得到的粗产物加到1-50摩尔氢氧化钠在甲醇/水中的溶液里，在20℃-150℃之间的温度下搅拌所形成的混合物几小时。为进行后处理，用基本上不溶于水的有机溶剂萃取反应混合物，水相用无机酸酸化，滤出或萃取出产物。
但是，用无机酸(例如浓硫酸或盐酸)在20-150℃的温度下于水中和用上述方法(1)得到的粗产物(酯或腈)反应也可以很方便。该产物用过滤或萃取法分离。
如果需要，可以用常用方法(例如蒸馏、色谱或结晶法)将粗产物经上述酸或碱水解得到的式(Ⅰ)最终产物的纯度进一步提高。
在(2)中所述的方法中作为起始物使用的式(Ⅳ)的甘醇酸正丁酯是有机化学中通常已知的化合物。
在上述(2)中的方法里同样作为起始物提到的磺酰卤和磺酰酸酐的一般定义由式(Ⅴa)和(Ⅴb)规定。在式(Ⅴa)和(Ⅴb)中，R3优选或者特别优选具有上面在叙述式(Ⅱ)化合物时已经提到的优选或特别优选的R3的含义。Hal代表氟、氯或溴，优选是氟或氯。
式(Ⅴa)的磺酰卤和式(Ⅴb)的磺酸酐是已知的合成化学物。
在(2)中叙述的本发明制备式(Ⅱa)的磺酰化甘醇酸正丁酯的方法最好是在稀释剂存在下进行。合适的稀释剂是在反应条件下呈惰性的任何常用的有机溶剂。可用的溶剂最好是芳族或脂族烃类，例如甲苯、苯、正己烷、环己烷;卤代烃类，例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、氯苯和邻二氯苯;还有酮类，例如丙酮和甲基异丙基酮;醚类，例如乙醚、四氢呋喃和二噁烷;羧酸酯类，例如乙酸乙酯;以及强极性溶剂，例如二甲基亚砜和四氢噻吩砜。如果酰基卤的水解稳定性允许，反应也可以在水存在的情况下进行。
(2)中所述的本发明的方法优选在酸结合剂存在下进行。它们特别包括碱金属碳酸盐，(例如碳酸钾)，碱土金属碳酸盐(如碳酸钙)，碱金属氢氧化物(如氢氧化钠和氢氧化钾)，碱土金属氧化物(如氧化镁和氧化钙)，脂族、芳族或杂环胺(如三甲胺、三乙胺、N，N-二甲基苯胺、N，N-二甲基苄胺、重氮双环辛烷(DABCO)、重氮双烷壬烯(DBU)、吡啶、2-甲基-5-乙基-吡啶、二甲基吡啶、2，4，6-三甲基吡啶、4-二甲基氨基-吡啶)和咪唑类。
在进行(2)中所述的本发明的方法时，反应温度可以在相当宽的范围内变化。通常，该反应在-50℃与 50℃之间的温度下进行，优选在-20℃和室温之间的温度下进行。
(2)中所述的本发明的方法一般在大气压下进行。但是也可以在高压或减压下进行。
在进行(2)中所述的本发明的方法时，例如，1摩尔的式(Ⅳ)的羟基乙酸正丁酯与1至5摩尔、优选1至2摩尔的式(Ⅴa)磺酰卤，或者与1至5摩尔、优选1至2摩尔的式(Ⅴb)的磺酸酐，以及1至5摩尔、优选1至2摩尔的酸结合剂在100至500毫升稀释剂中反应。
在(2)中所述的本发明方法的一项优选的实施方案中，首先将式(Ⅳ)的甘醇酸正丁酯与酸结合剂一起在给定的温度范围内加入到上述的一种惰性的有机溶剂中，同时加入式(Ⅴa)的磺酰卤或式(Ⅴb)的磺酸酐。继续搅动反应混合物几小时。后处理可用常用方法进行，例如利用该反应混合物水解，用基本上不溶于水的有机溶剂(例如乙醚或二氯甲烷)萃取水相并将有机相干燥。随后在减压下蒸馏除掉该溶剂。这样得到的粗产物可以进一步地直接作为起始物用于(1)中所述的本发明方法，或者用蒸馏、结晶或色谱法进一步纯化。
(3)中所述的苯乙酸衍生物的一般定义由式(Ⅰa)规定。
Ar1优选代表被三个相同或不同的C1-C8烷基取代的苯基。
Ar1特别优选代表被三个相同或不同的C1-C6烷基取代的苯基。
Ar1最好是代表被三个选自甲基、乙基、正或异丙基的相同或不同的取代基取代的苯基。
式(Ⅰa)的苯乙酸衍生物是新化合物，由本发明提供。它们可以用本发明(1)的方法得到。
(4)中所述磺酰化甘醇酸正丁酯的一般定义由式(Ⅱa)规定。
R3优选代表氯、溴、C1-C8烷基、C1-C8卤代烷基，或者代表未取代的或被1-3个相同或不同的取代基取代的苯基或苄基，这些取代基选自氰基、硝基、卤素、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基或C1-C8卤代烷氧基。
R3特别优选代表氯、溴、甲基、乙基、正或异丙基，未取代的或者被选自氟、氯和/或溴的一个或多个取代基取代的正、仲、异或叔丁基。或者代表未取代的或被选自氰基、硝基、氯或溴的1至3个相同或不同的取代基取代的苯基，或者是被甲基、乙基、正或异丙基、正、仲、异或叔丁基取代的苯基，这些取代基都是未取代的，或是被选自氟、氯和/或溴的一个或多个取代基取代。
文献中尚未公开过式(Ⅱa)的磺酰化甘醇酸正丁酯，只有化合物[(氟代磺酰)氧]乙酸正丁酯例外(Izv.Akad.Nauk.SSSR，Ser.Khim.，(4)，806-809，1979)。它们由本发明作为新物质提供，可以根据上面(2)中所述的方法制备。
用本发明方法制备的式(Ⅰ)的取代的苯乙酸衍生物可以作为制备除草剂和农药的原料(例如见欧洲专利EP-A 528156)。
制备实施例实施例Ⅱ-1 CH3SO2OCH2COOCH3首先将18克(0.2摩尔)羟基乙酸甲酯加入到250毫升二氯甲烷中，将所形成的该溶液冷却到0℃。向此溶液中加入20.2克(0.2摩尔)三乙胺，然后，在1小时内于0℃下逐滴加入34.3克(0.3摩尔)甲磺酰氯。将批料在0℃下搅拌过夜。加入冰水，用二氯甲烷萃取水相几次，合并的有机相在硫酸钠上干燥。在将干燥剂过滤和蒸走溶剂后，进行真空精馏。分离出29.7g(理论值的88%)甲磺酰氧乙酸甲酯，GC(气相色谱)含量＞98%，沸点98°-101℃/0.1毫巴，为无色油状物。
实施例Ⅱ-2 首先将18克(0.2摩尔)羟基乙酸甲酯和20.2克(0.2摩尔)三乙胺加入0℃的300毫升二氯甲烷中。然后，在此温度下分小份加入41.9克(0.22摩尔)甲苯磺酰氯。在0℃下继续搅拌批料过夜。加入冰水，分离两相，用二氯甲烷萃取水相三次。该合并的有机相用水洗一次，干燥，在旋转蒸发仪上除掉该溶剂。分离出48克(理论值的98%)GC含量为96%的甲苯磺酰氧乙酸甲酯，为无色固体。
实施例Ⅱ-a-1 CH3SO2OCH2COO-nC4H9首先在-5℃下向300毫升二氯甲烷中加入27.8克(0.2摩尔)羟基乙酸正丁酯(GC纯度95%)和20.2克(0.2摩尔)三乙胺。然后在0-5℃下缓慢地逐滴加入34.4克(0.3摩尔)甲磺酰氯在50毫升二氯甲烷中的溶液。在0℃下继续搅拌批料过夜，加入冰水，分出两相，用二氯甲烷萃取水相两次。将该合并的有机相干燥，在旋转蒸发仪上除掉该溶剂，留下无色的油状物，将其在真空下进行初始蒸馏。分离出几乎无色的油状物甲磺酰氧乙酸正丁酯(40.5克，理论值的96.3%，GC含量91%)。
1H NMR＊(δ＝0.946(t，3H，CH3)，1.33-1.45(m，2H，CH2)，1.61-1.706(m，2H，CH2)，3.21(s，3H，CH3)，4.22(t，2H，CH2)，4.77(s，2H，CH2)).
实施例Ⅱ-a-2 用同样方法从27.8克(0.2摩尔)羟基乙酸正丁酯、46克(0.26摩尔)苄基磺酰氯和20.2克(0.2摩尔)三乙胺得到45.8克(理论值的84%)苯基磺酰氧乙酸正丁酯。
1H NMR＊(δ＝0.83(t，3H，CH3)，1.19-1.31(m，2H，CH2)，1.45-1.55(m，2H，CH2)，4.05(t，2H，CH2)，4.54(s，2H，CH2)，7.47-7.89(m，5H，苯基).
实施例Ⅰ-1 先将39.9克(0.3摩尔)氯化铝加到200毫升1，3，5-三甲基苯中，将该混合物加热到40-45℃。搅拌0.5小时，在所述温度下于1小时内逐滴加入22.0克(0.1毫升)甲磺酰氧乙酸正丁酯(GC含量91%，0.095摩尔)。在40-45℃下再将批料搅拌过夜，然后用10%的盐酸水解。分离出有机相，用乙醚萃取水相二次，将该有机相合并后干燥。在蒸走溶剂和1，3，5-三甲基苯之后，向所得的油状粗产物中加入12克NaOH在25毫升水和80毫升甲醇中的溶液，将混合物回流5小时。该反应混合物倒入水中，用乙醚萃取两次，用浓盐酸将水相酸化。用二氯甲烷萃取水相几次，该有机相合并后干燥之，在蒸走溶剂后分离出14.0克的2，4，6-三甲基苯乙酸(理论值的82.7%，GC含量96%)。
实施例Ⅰ-2 先将79.8克(0.6摩尔)氯化铝加到400毫升1，3，5-三甲基苯中，将所形成的混合物加热到40-45℃。再搅拌1小时，在2-3小时内于所述温度下逐滴加入33.6克(0.2摩尔)甲磺酰氧乙酸甲酯(GC纯度98%)。再将此批料在40-45℃下搅拌过夜，然后用10%的盐酸水解。分离出有机相，用乙醚或二氯甲烷萃取水相两次，将该有机相合并后干燥。在进一步蒸走挥发性溶剂后，得到38.7克油状的粗产物。为了分离出酯，可以将此粗产物蒸馏或者将它与25克NaOH在50毫升水和160毫升甲醇中回流5小时以转化成2，4，6-三甲基苯乙酸。将该反应溶液倒入水中，用乙醚将所形成的混合物萃取两次，然后用浓盐酸将水相酸化。抽气滤出沉淀的产物。用二氯甲烷萃取几次，将有机相合并干燥，在蒸走溶剂后分离出3.0克2，4，6-三甲基苯乙酸(理论值的84.2%，GC含量96%)。
实施例Ⅰ-3 首先将17.8克(0.133摩尔)氯化铝加到1，3，5-三甲基苯中，将所形成的混合物加热到40-45℃。在1-2小时内逐滴加入10克(0.044摩尔)对甲苯磺酰氧乙酸甲酯。在40-45℃下再将混合物搅拌过夜，用100毫升10%的盐酸水解，分离出有机相，用二氯甲烷萃取水相两次，将有机相合并干燥。在蒸走溶剂后，将油状的粗产物回流，直接与6克NaOH一起在20毫升水和50毫升甲醇中搅拌3小时。将该反应溶液倒入水中，用乙醚萃取此混合物两次，然后用浓盐酸酸化水相，用二氯甲烷萃取混合物三次，将有机相合并干燥，蒸走溶剂后分离出6.6克(理论值的83%)2，4，6-三甲基苯乙酸。
实施例Ⅰ-4 8.0克(0.06摩尔)氯化铝和5.4克(0.0198摩尔)苯磺酰氧乙酸正丁酯按照实施例7的方法在60毫升1，3，5-三甲基苯中反应，该反应混合物用5克的NaOH在15毫升水和50毫升甲醇中水解以得到酸。分离出3.0克(85%理论值)的2，4，6-三甲基苯乙酸。
实施例Ⅰa-1 首先将20克(0.15摩尔)氯化铝加入到100毫升1，3，5-三甲基苯中，将所形成的混合物被加热到40-45℃。在一小时内逐滴加入10.6克(0.05摩尔)甲磺酰氧乙酸正丁酯。再搅拌此混合物过夜，然后用100毫升10%的盐酸水解，分离出有机相，用二氯甲烷萃取水相。将有机相干燥，分离出溶剂。向所得的粗产物中加几次石油醚，分离出剩余的无色固体。用这种方式直接分离出1.3克(理论值的14%)2，4，6-三甲基苯乙酸。将石油醚相浓缩，粗产物减压蒸馏(0.01毫巴，沸点120℃)。分离出8.8克(理论值的75.1%)2，4，6-三甲基乙酸正丁酯。
1H NMR＊(δ＝0.90(t，3H，CH3)，1.29-1.37(m，2H，CH2)，1.54-1.61(m，2H，CH2)，2.25(s，3H，CH3)，2.29(s，6H，2xCH3)，3.63(s，2H，CH2)，4.07(t，2H，CH2)，6.85(m，2H，芳香氢))。
实施例Ⅰ-5 首先在40毫升的1，3，5-三甲基苯中加入8.0克(0.06摩尔)氯化铝，将得到的该混合物加热到40-45℃。加入4.1克(0.02摩尔)苯磺酰氧乙腈，将此混合物在40-45℃下搅拌6小时。然后加入100毫升10%的盐酸，用二氯甲烷萃取该反应混合物几次。将该有机相干燥，蒸走溶剂，得到的粗产物与9毫升浓硫酸一起在11毫升水中回流6小时，加入冰水，用NaOH使该混合物呈碱性，并用乙醚萃取。用浓盐酸将水相酸化，用二氯甲烷萃取3次，将有机相干燥。蒸走溶剂之后，得到2.3克(理论值的62%)2，4，6-三甲基苯乙酸。
实施例Ⅰ-6 首先将8.0克(0.06摩尔)氯化铝加到0℃的40毫升1，3，5-三甲基苯中。然后加入4.1克(0.02摩尔)苯磺酰氧乙腈，在室温下搅拌该反应混合物过夜。将水解后得到的粗产物在硅胶上用二氯甲烷层析。分离出2.3克(理论值的72.3%)2，4，6-三甲基苄基氰。
实施例Ⅰ-7 首先将19.15克(0.144摩尔)的氯化铝加入到40-50℃的70毫升苯中，然后加入10克(0.048摩尔)甲磺酰氧乙酸正丁酯。将该混合物再搅拌过夜，用10%盐酸水解并用实施例6至9的方法进行后处理。将所得的粗产物与6克的NaOH一起在15毫升水和50毫升甲醇中回流5小时。按照实施例6至9的方法进一步的后处理。分离出5.17克(理论值的90.3%)苯乙酸。
＊)1H NMR谱是用四甲基硅烷(TMS)作为内标在氘化氯仿(CDCl3)中记录的。化学位移以ppm为单位作为δ值列出。
权利要求
1.一种制备式(Ⅰ)的苯乙酸衍生物的方法其中Ar代表未取代的或者被1至5个相同或不同的取代基取代的苯基，可能的取代基是卤素、烷基、烷氧基、卤代烷基、卤代烷氧基、烷基羰氨基、二烷基氨基、取代或未取代的芳基和取代或未取代的芳氧基，R1代表氰基、氨基羰基、烷氨基羰基、二烷基氨基羰基或者基团-COOR2其中R2代表氢、取代或未取代的烷基、链烯基、卤代烷基，或者代表取代的或未取代的芳基或芳烷基，所述的方法包括使式(Ⅱ)的磺酰氧活化的羟基乙酸衍生物与式(Ⅲ)的芳族化合物反应，如果需要，在稀释剂和酸存在下反应，然后根据需要将所形成的产物水解，其中R1的定义如上，R3代表卤素、烷基、卤代烷基，或者代表取代或未取代的芳基或苄基，其中的Ar的定义如上。
2.权利要求1中的制备式(Ⅰ)的苯乙酸衍生物的方法，其中Ar代表未取代的或者被1-3个相同或不同的取代基取代的苯基，可能的取代基是氟、氯、溴、C1-4烷基、C1-4烷氧基、C1-4卤代烷基、C1-4卤代烷氧基、C1-4烷基羰氨基、二(C1-C4烷基)氨基、或者代表未取代的或者被卤素或C1-C5烷基取代的苯基和苯氧基，R1代表氰基、氨基羰基、甲氨基羰基、二甲基氨基羰基或者基团-COOR2，其中R2代表氢、C1-18烷基、C3-C5链烯基、氟或氯取代的C1-18烷基或者代表未取代的或者被卤素或C1-C5烷基取代的苯基或苄基。
3.权利要求1中的制备式(Ⅰ)的苯乙酸衍生物的方法，其中Ar代表未取代的或者被1-3个相同或不同的取代基取代的苯基，可能的取代基是氟、氯、溴、甲基、乙基、正和异丙基、正、异、仲和叔丁基、甲氧基、乙氧基、三氟甲基、二氟甲基、三氟甲氧基、二氟甲氧基、甲基羰氨基，或者代表未取代的或被氟、氯、溴、CN-、NO2-、甲基、甲氧基、甲硫基、三氟甲基、三氟甲氧基取代的苯基和苯氧基，和R1代表氰基或氨基羰基，羧基，甲氧羰基、乙氧羰基，正或异丙氧基羰基，正、异、仲或叔丁氧基羰基，戊氧或己氧基羰基。
4.权利要求1中的制备式(Ⅰ)的苯乙酸衍生物的方法，其中Ar代表2，4，6-三甲基苯基，和R1代表氰基、羧基、甲氧基羰基、乙氧基羰基或正丁氧基羰基。
5.权利要求1中的方法，其中反应是在-20℃至200℃之间的温度下进行。
6.权利要求1中的方法，其中使用一种路易斯酸作为酸。
7.式(Ⅱa)的一种磺酰化甘醇酸正丁酯 其中R3的定义与权利要求1中相同，但是化合物[(氟代磺酰)氧]乙酸正丁酯除外。
8.一种制备权利要求7中的式(Ⅱa)的磺酰化甘醇酸正丁酯的方法，其中包括使式(Ⅳ)的甘醇酸正丁酯与式(Ⅴa)的磺酰卤或式(Ⅴb)的磺酰酸酐反应，如果需要，在稀释剂和酸结合剂存在下反应 其中，R3的定义如上，Hal代表氟、氯或溴。
9.式(Ⅰa)的一种苯乙酸酯其中Ar代表被3个相同或不同的C1-C5烷基类取代的苯基。
10.使用式(Ⅰ)的苯乙酸衍生物作为制备农药的原料。
全文摘要
一种制备式(I)的苯乙酸衍生物的新方法，Ar-CH
文档编号C07B37/04GK1109871SQ9510161
公开日1995年10月11日 申请日期1995年1月27日 优先权日1994年1月27日
发明者U·施特尔策 申请人:拜尔公司
再多了解一些
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