除草剂异丙吡草酯的制备方法
【专利摘要】除草剂异丙吡草酯的制备方法，涉及一种除草剂。从易得的2-氯-4-氟甲苯出发，经过九步工艺反应，依次合成化合物(2)～(11)，得目标产物5-[4-溴-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]-2-氯-4-氟苯甲酸异丙酯(异丙吡草酯)，总产率达到42%，原料易得、操作简便、条件温和，具备工业化生产的条件。
【专利说明】除草剂异丙吡草酯的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种除草剂，尤其是涉及一种除草剂5-[4-溴-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]-2-氯-4-氟苯甲酸异丙酯(异丙吡草酯)的制备方法。
【背景技术】
[0002]异丙吡草酯(Fluazolate)，化学名称为5-[4_溴-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]-2-氯-4-氟苯甲酸异丙酯，是孟山都公司研制的吡唑类新型触杀类除草剂，主要用于防除阔叶杂草如猪殃殃、虞美人、野萝卜等，是冬小麦除草的一线农药，在作物中无残留，淋溶物对水体不构成污染，是一类高效低毒的农药。
[0003]美国专利US5698708A报道了其合成方法:由2_氯_4_氟甲苯和乙酰氯先发生酰基化反应生成1-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)乙酮，其与三氟乙酰乙酸乙酯在碱的作用下合成相应的三氟-1，3 丁二酮衍生物，该中间体与水合肼反应构建吡唑环，接着再进行甲基化、氧化、溴化、酯化反应得到异丙吡草酯，总产率约为30%。合成路线较为合理，主要缺陷为合成三氟-1，3 丁二酮衍生物产率较低，因为这步反应涉及的原料三氟乙酰乙酸乙酯价格昂贵，所以该步产率偏低大大增加了成本，同时构建吡唑环的产率也不高。
[0004]文献OrganicLetters, 2012, 14 (18)，4858 - 4861 报道了新的合成路线，该合成方法以碘代斯德酮衍生物为原料，先和氟磺酰基二氟乙酸甲酯发生三氟甲基化反应，接着与
1-氯-4-乙炔基-5-氟-2-甲苯发生环加成反应得到N-甲基吡唑环，最后氧化、溴化、酯化反应得到目标产物。该路线产率良好，但是所用原料大多十分昂贵，不适合工业化生产。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对上述合成路线存在的缺陷，提供一种原料易得、条件温和、反应产率高的除草剂异丙吡草酯的制备方法。
[0006]所述除草剂异丙吡草酯的合成路线为:
【权利要求】
1.除草剂异丙吡草酯的制备方法，其特征在于其合成路线为:
2.除草剂异丙吡草酯的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 1)5-溴-2-氯-4-氟-甲苯⑵的合成 将2-氯-4-氟甲苯(I)和酸混合，再加入液溴反应后，冷却，然后加入冰水和亚硫酸氢钠，经过萃取，干燥，浓缩和减压蒸馏得到产物5-溴-2-氯-4-氟-甲苯(2); 2)4-氯-2-氟-5-甲基苯甲醛(3)的合成 将镁条和碘加入四氢呋喃中，再加入5-溴-2-氯-4-氟-甲苯(2)，加热回流反应后，温度降至0°C，加入N，N-二甲基甲酰胺，搅拌，淬灭，萃取，干燥和浓缩，即得产物4-氯-2-氟-5-甲基苯甲醛(3)； 3)1-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)_4，4，4-三氟丁-2-炔-1-醇(4)的合成 (TC下，向二异丙基胺的四氢呋喃溶液中加入正丁基锂溶液，搅拌，然后温度降到-78 °C，依次加入2-溴-3，3，3-三氟丙烯和4-氯-2-氟-5-甲基苯甲醛(3)，反应，淬灭，萃取，干燥，浓缩，重结晶得到产物1-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-4，4，4-三氟丁 -2-炔-1-醇⑷； 4)3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-1-对甲苯磺酰-5-三氟甲基-2，3-二氢-1H-吡唑(5)和3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-2-对甲苯磺酰-5-三氟甲基-2，3-二氢-1H-吡唑(6)的合成 将1- (4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-4，4，4-三氟丁 -2-炔-1-醇(4)与对甲苯磺酰肼溶于溶剂中，在催化剂作用下加热反应后，再冷却至室温，加水淬灭反应，萃取，干燥，浓缩得到混合物3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-1-对甲苯磺酰-5-三氟甲基-2，3- 二氢-1H-吡唑(5)和3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-2-对甲苯磺酰-5-三氟甲基-2，3-二氢-1H-吡唑⑶； 5)3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-5-三氟甲基-1H-吡唑(7)的合成 将二氢-1H-吡唑混合物3- (4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-1-对甲苯磺酰-5-三氟甲基-2，3-二氢-1H-吡唑(5)和3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)_2_对甲苯磺酰-5-三氟甲基-2，3-二氢-1H-吡唑(6)溶于N，N-二甲基甲酰胺，加入碱，反应后，加水猝灭，萃取，干燥，浓缩，得到产物3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-5-三氟甲基-1H-吡唑(7)； 6)1-甲基-3-[4-氯-2-氟-5-甲基-苯基-1-基]-5-三氟甲基吡唑(8)的合成3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-5-三氟甲基-1H-吡唑(7)和硫酸二甲酯在甲苯中加热回流反应后，洗涤，萃取，干燥，浓缩和重结晶得到产物1-甲基-3-[4-氯-2-氟-5-甲基-苯基-1-基]-5-三氟甲基吡唑(8)； 7)2-氯-4-氟-5-[1_甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]苯甲酸(9)的合成 将1-甲基-3-[4-氯-2-氟-5-甲基-苯基-1-基]-5-三氟甲基吡唑⑶和催化量的Co (OAc) 2.4H20, Mn (OAc) 2.4H20,48%溴化氢醋酸溶液，过氧化二叔丁基的乙酸溶液加入高压反应釜中，通02，加热反应后，得产物2-氯-4-氟-5-[l-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]苯甲酸(9)； 8)5-[4_溴-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]-2-氯-4-氟苯甲酸(10)的合成 将2-氯-4-氟-5-[1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]苯甲酸(9)和乙酸混合，加入溴化钠水溶液，加热至70°C时加入次氯酸钠水溶液反应，得产物5-[4-溴-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]-2-氯-4-氟苯甲酸(10)； 9)5-[4-溴-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]_2_氯-4-氟苯甲酸异丙酯(11)的合成 5-[4_溴-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]-2-氯-4-氟苯甲酸(10)与氯化亚砜加热反应生成酰氯中间体，再与三乙胺和异丙醇反应酯化得到最终产物异丙吡草酯(11)。
3.如权利要求2所述除草剂异丙吡草酯的制备方法，其特征在于在步骤I)中，所述酸选自路易斯酸或质子酸，所述路易斯酸可选自A1C13、FeCl3、ZnBr2中的一种，所述质子酸可选自98%浓硫酸、乙酸中的一种；`所述反应的条件可为将2-氯-4-氟甲苯(I)和酸混合，加热到30-80°C，再加入液溴，反应I-3h后，冷却；所述2_氯-4-氟甲苯⑴和液溴的投料摩尔比可为1: (1.1-1.5)，所述酸的用量可为2-氯-4-氟甲苯(I)摩尔量的1%-5% ;亚硫酸氢钠的用量可为2-氯-4-氟甲苯(I)摩尔量的0.1-0.5。
4.如权利要求2所述除草剂异丙吡草酯的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述5-溴-2-氯-4-氟-甲苯⑵和镁条的投料摩尔比为1: (I-1.5)，碘的用量可为5-溴-2-氯-4-氟-甲苯(2)投料摩尔量的0.1%-1% ;所述加热回流反应的条件可为:温度50-80°C，时间I-3h ;所述N，N- 二甲基甲酰胺的用量可为5-溴-2-氯_4_氟-甲苯(2)投料摩尔量的I-1.5倍。
5.如权利要求2所述除草剂异丙吡草酯的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述4-氯-2-氟-5-甲基苯甲醛(3)、二异丙基胺、正丁基锂及2-溴-3，3，3-三氟丙烯的投料摩尔比为1: (2-3): (2-3): (I-1.5);所述反应的时间可为I-3h。
6.如权利要求2所述除草剂异丙吡草酯的制备方法，其特征在于在步骤4)中，所述溶剂选自1，2-二氯乙烷、甲苯、乙腈中的一种；所述催化剂可选自AgOTf、Cu (OTf) 2、InCl3中的一种；所述加热反应的条件可为:将1-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-4，4，4-三氟丁-2-炔-1-醇(4)与对甲苯磺酰肼溶于溶剂中，加热到60-100°C，反应I-3h后，冷却；所述1-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-4，4，4-三氟丁-2-炔-1-醇(4)与对甲苯磺酰肼的投料摩尔比可为1: (1.1-1.5)，所述催化剂的用量可为1-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-4，4，4-三氟丁 -2-炔-1-醇⑷摩尔量的3%-10%。
7.如权利要求2所述除草剂异丙吡草酯的制备方法，其特征在于在步骤5)中，所述碱选自叔丁醇钾、氢氧化钠、甲醇钠中的一种；所述反应的条件可为:加热温度40-80°C，反应时间I-3h ;所述3- (4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-1-对甲苯磺酰-5-三氟甲基_2，3- 二氢-1H-吡唑(5)和3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-2-对甲苯磺酰-5-三氟甲基-2，3-二氢-1H-吡唑(6)和碱的投料摩尔比可为1: (1.1-1.5)。
8.如权利要求2所述除草剂异丙吡草酯的制备方法，其特征在于在步骤6)中，所述3-(4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-5-三氟甲基-1H-吡唑(7)和硫酸二甲酯的投料摩尔比为1: (1.1-1.5);所述加热回流反应的温度可为100-130°C;所述洗涤可采用10%氢氧化钠水溶液洗涤，所述10%氢氧化钠水溶液的用量可为3- (4-氯-2-氟-5-甲基苯基)-5-三氟甲基-1H-吡唑(7)摩尔量的5-20倍。
9.如权利要求2所述除草剂异丙吡草酯的制备方法，其特征在于在步骤7)中，Co (OAc)2.4Η20、Mn (OAc)2.4Η20、48%溴化氢醋酸溶液和过氧化二叔丁基的用量分别为1-甲基-3-[4-氯-2-氟-5-甲基-苯基-1-基]-5-三氟甲基吡唑⑶摩尔量的0.1%-0.5%、0.1%-0.5%、0.5%-1.5%和0.5%-1.5% ；02用量为压强控制为200-400psi ;所述加热反应的温度可为130-160°C，加热反应的时间可为2-5h。
10.如权利要求2所述除草剂异丙吡草酯的制备方法，其特征在于在步骤8)中，2_氯-4-氟-5-[l-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]苯甲酸(9)、乙酸、溴化钠水溶液及次氯酸钠水溶液的投料摩尔 比为1: (3-10): (I-2): (I-2);所述反应的时间可为I-4h ; 在步骤9)中，所述5-[4-溴-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基]_2_氯-4-氟苯甲酸(10)与氯化亚砜，三乙胺及异丙醇的投料比可为1: (I-3): (I-2): (I-2);所述加热反应的温度可为60-100°C，加热反应的时间可为I-5h ;所述反应酯化的温度可为60-100°C，反应酯化的时间可为I-5h。
【文档编号】C07D231/16GK103450084SQ201310409284
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月9日 优先权日:2013年9月9日
【发明者】詹庄平, 洪俊杰, 朱宇 申请人:厦门大学