一种溴代吡唑羧酸酯类化合物的制备方法与流程

1.本发明属于有机合成领域，具体地涉及一种溴代吡唑羧酸酯类化合物的制备方法。


背景技术：

2.苯甲酰胺类化合物是一类高效、安全的新型杀虫剂。其中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(通用名为四氯虫酰胺)、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(通用名为溴氰虫酰胺)为杜邦公司具有较高杀虫活性的杀虫剂。石原产业株式会社正在开发的双酰胺类化合物3-溴-n-(2-氯-4-溴-6-((1-环丙基乙基)酰基)苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1h-吡唑-5-甲酰胺的(通用名为环溴虫酰胺)，具有广谱的杀虫活性。沈阳化工研究院发现了具有高杀虫活性的3-溴-n-(2,4-二氯-6-(甲氨酰基)苯基)-1-(3,5-二氯-2-吡啶基)-1h-吡唑-5-甲酰胺，也已经开发为杀虫剂，通用名为四氯虫酰胺。
[0003][0004]
3-溴-1h-吡唑-5-羧酸酯是合成氯虫苯甲酰胺、溴氰虫酰胺、环溴虫酰胺、四氯虫酰胺的关键中间体。wo2003015518中公开了3-溴-1-(吡啶-2-基)-3-吡唑-5-羧酸酯的合成方法，由1-(吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸酯与三溴氧膦或五溴化膦反应制得溴代吡唑羧酸酯。使用三溴氧膦或五溴化膦，会产生大量含磷和含溴废水，环境污染严重。反应式如下：
[0005][0006]
cn101607957a中也公开了合成3-溴-1-(吡啶-2-基)-3-吡唑-5-羧酸酯的方法，1-(吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸酯与对甲苯磺酰氯反应，再与溴化氢反应，制得溴代吡唑羧酸酯。在溴化反应过程中可以使用溴化氢气体或者溴化氢的乙酸溶液作为溴化试剂。如果使用溴化氢气体作为溴化试剂，需要在特定溶剂二溴甲烷中进行，可以高收率制得3-溴-1-(吡啶-2-基)-3-吡唑-5-羧酸酯。如果使用溴化氢乙酸溶液作为溴化试剂，也可以制得3-溴-1-(吡啶-2-基)-3-吡唑-5-羧酸酯，但收率低于溴化氢气体10％以上。反应式如下：
[0007][0008]
虽然上述方法均可制备相应化合物，但随着市场需求不断更新技术人员致力于不断研究开发新的、更为先进合理的溴代吡唑羧酸酯类化合物制备方法，以期获得质量更优、价格更低的苯甲酰胺类杀虫剂。


技术实现要素：

[0009]
本发明的目的在于提供一种更为简便、更加高效地溴代吡唑羧酸酯类化合物的制备方法。
[0010]
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0011]
一种溴代吡唑羧酸酯类化合物的制备方法，反应式如下：
[0012][0013]
式中：r1选自烷基、卤代烷基、任选1-3个选自烷基取代的苯基、卤素取代的苯基、硝基取代的苯基；r2选自c
1-c6烷基、c
2-c4烯基、c
2-c4炔基、c
3-c6环烷基、苄基、卤素取代苄基或被至多6个c
1-c4的烷基取代的苄基；r3选自h、氯。
[0014]
3-取代磺酰氧基吡唑羧酸酯(ii)于适宜的有机溶剂中，加入溴化试剂，制得溴代吡唑羧酸酯类化合物(i)；所述溴化试剂为无机溴盐中的一种或几种。
[0015]
所述无机溴盐为溴化钠、溴化钾、溴化锂、溴化铵、溴化镁、溴化钙、溴化锌、溴化钡、溴化铁、溴化铜、溴化镍其中一种或几种；其，添加量为通式(ii)所示化合物摩尔量的0.5-3倍。
[0016]
所述反应温度为0-130℃，反应0.5-24小时。
[0017]
进一步的说，3-取代磺酰氧基吡唑羧酸酯(ii)于适宜的有机溶剂中，加入通式(ii)所示化合物摩尔量0.7-2倍的溴化试剂，于20-110℃下，反应1-18小时，反应制得溴代吡唑羧酸酯类化合物(i)。
[0018]
再进一步的说，3-取代磺酰氧基吡唑羧酸酯(ii)于适宜的有机溶剂中，加入通式(ii)所示化合物摩尔量1-1.5倍的溴化试剂，于40-90℃下，反应2-12小时，反应制得溴代吡唑羧酸酯类化合物(i)。
[0019]
所述无机溴盐选自溴化钠、溴化镁、溴化钙、溴化锌或溴化铜。
[0020]
所述有机溶剂选自乙醚、甲基丁醚、四氢呋喃、二噁烷、二甲氧基乙烷、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、戊烷、已烷、环已烷、庚烷、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、甲基乙酮、环己酮、乙腈、丙腈、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或n-甲基吡咯烷酮。
[0021]
所述适宜的溶剂选自四氢呋喃、、甲苯、二甲苯、氯苯、甲基乙酮、乙腈或n,n-二甲基甲酰胺。
[0022]
上面给出的合成方法及各通式化合物中基团的定义中，汇集所用术语一般定义如下：
[0023]
烷基是指直链或支链形式，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、特丁基、正戊基、异戊基等基团。环烷基是指包括环状链形式，例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、甲基环丙基、环丙基环丙基等基团。烯基是指直链或支链烯基，如1-丙烯基、2-丙烯基和不同的丁烯基等。炔基是指直链或支链炔烃，如1-丙炔基、2-丙炔基和不同的丁炔基等。
[0024]
本发明所具有特点：本发明采用价格低廉的无机溴盐作为合成溴代吡唑羧酸酯的溴化试剂，其通过3-取代磺酰氧基吡唑羧酸酯与无机溴盐的取代反应进而获得高收率的溴代吡唑羧酸酯，从而完成了本发明。无机溴盐具相对于其他溴化试剂三溴氧膦而言，避免了大量含膦废水的产生，减少了环境污染。、相对于溴化氢气体，更具有成本优势，而且在反应过程中更易于操作使用，更加安全可靠，因此本发明更易于工业化生产。
具体实施方式
[0025]
下面通过列举实施例来对本发明进行更详细的说明吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物制备方法，但并不意味着限制本发明。
[0026]
实施例1
[0027]
3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸乙酯的合成
[0028][0029]
在1000ml反应瓶中依次加入500ml甲苯，吡唑羧酸乙酯(85.1g,98％,0.24mol)，溴化钠(27.4g，99％，0.264mol)，加热升温至90℃，保持温度90℃反应4小时，降温至室温25℃，过滤，滤液经减压蒸出甲苯，得到产品78.1g。外标法定量分析其含量为98.1％，收率95.9％。1h-nmr(600mhz，cdcl3):δ＝3.25-3.45(m,2h),δ＝5.28(t，1h)，δ＝6.88(t，1h)，δ＝7.67(d，1h)，δ＝8.10(d，1h)，δ＝1.20(t，3h)，δ＝4.18(q,2h)。
[0030]
实施例2
[0031]
3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸乙酯的合成
[0032][0033]
在1000ml反应瓶中依次加入500ml甲苯，吡唑羧酸乙酯(85.1g,98％,0.24mol)，溴化钾(31.7g，99％，0.264mol)，加热升温至90℃，保持温度90℃反应4小时，降温至室温25℃，过滤，滤液经减压蒸出甲苯，得到产品78.41g。外标法定量分析其含量为97.6％，收率95.9％。1h-nmr(600mhz，cdcl3):δ＝3.25-3.45(m,2h),δ＝5.28(t，1h)，δ＝6.88(t，1h)，δ＝7.67(d，1h)，δ＝8.10(d，1h)，δ＝1.20(t，3h)，δ＝4.18(q,2h)。
[0034]
实施例3
[0035]
3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸乙酯的合成
[0036][0037]
在1000ml反应瓶中依次加入500ml二甲苯，吡唑羧酸乙酯(100.3g,98％,0.24mol)，溴化钾(31.7g，99％，0.264mol)，加热升温至100℃，保持温度100℃反应3小时，降温至室温25℃，过滤，滤液经减压蒸出二甲苯，得到产品77.7g。外标法定量分析其含量为97.6％，收率95％。1h-nmr(600mhz，cdcl3):δ＝3.25-3.45(m,2h),δ＝5.28(t，1h)，δ＝6.88(t，1h)，δ＝7.67(d，1h)，δ＝8.10(d，1h)，δ＝1.20(t，3h)，δ＝4.18(q,2h)。
[0038]
实施例4
[0039][0040]
在1000ml反应瓶中依次加入500ml二甲苯，吡唑羧酸乙酯(103.7g,98％,0.24mol)，溴化镍(58.2g，99％，0.264mol)，加热升温至80℃，保持温度80℃反应5小时，降温至室温25℃，过滤，滤液经减压蒸出二甲苯，得到产品78g。外标法定量分析其含量为97％，收率94.8％。1h-nmr(600mhz，cdcl3):δ＝3.25-3.45(m,2h),δ＝5.28(t，1h)，δ＝6.88(t，1h)，δ＝7.67(d，1h)，δ＝8.10(d，1h)，δ＝1.20(t，3h)，δ＝4.18(q,2h)。
[0041]
实施例5
[0042][0043]
在1000ml反应瓶中依次加入500ml二甲苯，吡唑羧酸乙酯(93.5g,98％,0.2mol)，溴化钙(48g，99％，0.24mol)，加热升温至80℃，保持温度80℃反应5小时，降温至室温25℃，过滤，滤液经减压蒸出二甲苯，得到产品71.92g。外标法定量分析其含量为98％，收率96％。1h-nmr(600mhz，cdcl3):δ＝3.25-3.45(m,2h),δ＝5.28(t，1h)，δ＝6.88(t，1h)，δ＝7.67(d，1h)，δ＝8.10(d，1h)，δ＝1.20(t，3h)，δ＝4.18(q,2h)。
[0044]
由上述实施例可见，本发明采用价格低廉的无机溴盐作为合成溴代吡唑羧酸酯的溴化试剂，其通过3-取代磺酰氧基吡唑羧酸酯与无机溴盐的取代反应进而获得高收率的溴代吡唑羧酸酯，从而完成了本发明。无机溴盐相对于其他溴化试剂三溴氧膦、溴化氢而言，避免了大量含膦废水的产生，减少了环境污染，更具有成本优势，而且在反应过程中更易于操作使用，更加安全可靠。另外，采用本发明的方法后处理更加简单易行，只通过过滤、浓缩即可以高收率得到高含量的溴代吡唑羧酸酯。
[0045]
应用实例
[0046][0047]
氯虫苯甲酰胺
[0048]
按照上述反应式，将上述实施例制备所得3-对甲苯磺酸酯基-1-吡啶基吡唑-5-羧乙酯经过溴化、水解、酰化氧化，制得吡唑酰氯，再与2-氨基-3-甲基-5-氯苯甲酰甲胺反应制得商品化品种氯虫苯甲酰胺(通用名chlorantraniliprole)，含量98％，反应的总收率为73.8％(以3-对甲苯磺酸酯基-1-吡啶基吡唑-5-羧乙酯计)。
[0049]
由上述应用实施例可见，本发明采用价格低廉的无机溴盐作为合成溴代吡唑羧酸酯的溴化试剂，其通过3-取代磺酰氧基吡唑羧酸酯与无机溴盐的取代反应进而以高收率的获得溴代吡唑羧酸酯，同时使用其再进一步作为制备双酰胺类杀虫剂的中间体，可以高收率地制备高含量的商品化杀虫剂氯虫苯甲酰胺。该方法提高了产品的品质，降低了生产成本，同时还减少了三废排放，因此本发明更易于工业化生产。