一种氟吡啶酰胺衍生物及其合成方法与流程

1.本发明涉及有机合成技术领域，具体为一种氟吡啶酰胺衍生物的合成方法和应用。


背景技术：

2.吡氟酰草胺是一种含吡啶酰胺类结构的除草剂，可以抑制草本植物中的类胡罗卜素生物的合成，使叶绿素破坏及细胞破裂，从而起到除草的作用，是一种广谱的选择性除草剂，主要适用于大麦、玉米田防除生禾本科杂草和阔叶杂草等，是一种高效的除草剂，近年来通过简单高效的合成方法，制备新型的氟吡啶酰胺类化合物，应用于除草剂成为研究热点。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供了一种氟吡啶酰胺衍生物的合成方法和应用，通过简单高效的有机合成方法，制备新型氟吡啶酰胺类衍生物。
4.为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
5.一种氟吡啶酰胺衍生物，所述氟吡啶酰胺衍生物的结构式如式(ⅰ)所示：
[0006][0007]
其中，r1为f原子或h原子，r2为f原子或者h原子。
[0008]
这种氟吡啶酰胺衍生物的合成方法，步骤包括：
[0009]
(1)向甲醇中加入2
‑
氯烟酸、3
‑
甲基苯酚和甲醇钠，加热反应得到吡啶甲酸化合物，分子式为c
13
h
11
no3；
[0010]
(2)向1,2
‑
二氯乙烷中加入吡啶甲酸化合物和三氟甲基化试剂，搅拌溶解然后加入催化剂和助催化剂，升温进行反应，得到间三氟甲基吡啶甲酸化合物，分子式为c
14
h
10
f3no3；
[0011]
(3)向1,2
‑
二氯乙烷中加入间三氟甲基吡啶甲酸化合物、含氟苯胺单体、活化剂和缩合剂，反应得到氟吡啶酰胺衍生物。
[0012]
优选的，所述步骤(1)中2
‑
氯烟酸、3
‑
甲基苯酚和甲醇钠的重量份比值为100：55
‑
65：110
‑
150。
[0013]
优选的，所述步骤(2)中吡啶甲酸化合物、三氟甲基化试剂、催化剂和助催化剂的重量份比值为100：120
‑
180：80
‑
110：400
‑
550。
[0014]
优选的，所述步骤(2)中的反应的温度为70
‑
95℃，反应时间为6
‑
18h。
[0015]
优选的，所述步骤(2)中的三氟甲基化试剂包括三氟甲基三甲基硅烷、催化剂包括氟化钾、助催化剂包括三氟甲磺酸银。
[0016]
优选的，所述步骤(3)中间三氟甲基吡啶甲酸化合物、含氟苯胺单体、活化剂和缩合剂的重量份比值为100：32
‑
40：40
‑
50：85
‑
120。
[0017]
优选的，所述步骤(3)中含氟苯胺单体包括4
‑
氟苯胺、3
‑
氟苯胺、2
‑
氟苯胺、2,6
‑
二氟苯胺和3,5
‑
二氟苯胺中的任意一种。
[0018]
优选的，所述步骤(3)中反应的温度为15
‑
40℃，反应时间为10
‑
20h。
[0019]
优选的，所述步骤(3)中活化剂为n
‑
羟基丁二酰亚胺，缩合剂为二环己基碳二亚胺。
[0020]
优选的，所述氟吡啶酰胺衍生物应用于农药除草剂领域。
[0021]
与现有技术相比，本发明具备以下有益技术效果：该一种氟吡啶酰胺衍生物，利用三氟甲基三甲基硅烷作为三氟甲基化试剂，在氟化钾和三氟甲磺酸银的协同催化体系中，对吡啶甲酸化合物的芳环间位进行三氟甲基化，生成了间三氟甲基吡啶甲酸化合物，然后在n
‑
羟基丁二酰亚胺和二环己基碳二亚胺的催化体系中，间三氟甲基吡啶甲酸化合物与含氟苯胺单体发生酰胺化反应，生成含有氟吡啶酰胺结构的衍生物，合成方法新型简单高效，为合成氟吡啶酰胺衍生物提供了新的策略。
附图说明
[0022]
图1是合成吡啶甲酸化合物的反应图；
[0023]
图2是合成间三氟甲基吡啶甲酸化合物的反应图；
[0024]
图3是合成氟吡啶酰胺衍生物的反应图。
具体实施方式
[0025]
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。以下实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所有原料均为通用材料。
[0026]
本发明提供一种氟吡啶酰胺衍生物，所述氟吡啶酰胺衍生物的结构式如式(ⅰ)所示：
[0027][0028]
其中，r1为f原子或h原子，r2为f原子或者h原子。
[0029]
为实现上述目的，本发明提供以下实施方式和实施例：一种嘧啶酰胺化合物，合成方法包括以下步骤：
[0030]
(1)向甲醇中加入质量比为100:55
‑
65:110
‑
150的2
‑
氯烟酸、3
‑
甲基苯酚和甲醇钠，加热反应，然后加热去离子水和稀盐酸进行酸化沉淀，过滤溶剂，加入二氯甲烷进行重结晶纯化，得到吡啶甲酸化合物，分子式为c
13
h
11
no3；结构式为
[0031]
(2)向1,2
‑
二氯乙烷中加入吡啶甲酸化合物和三氟甲基三甲基硅烷作为三氟甲基化试剂，搅拌溶解然后加入催化剂氟化钾和助催化剂三氟甲磺酸银(agotf)，四者质量比为100:120
‑
180:80
‑
110:400
‑
550，升温至70
‑
95℃反应6
‑
18h，反应后减压蒸馏，进行柱色谱层析分离，以体积比为正己烷:乙酸乙酯＝(5
‑
20):1作为洗脱剂，进行分离纯化，得到间三氟甲基吡啶甲酸化合物，分子式为c
14
h
10
f3no3；结构式为
[0032]
(3)向1,2
‑
二氯乙烷中加入质量比为100:32
‑
40:40
‑
50:85
‑
120的间三氟甲基吡啶甲酸化合物、含氟苯胺单体、n
‑
羟基丁二酰亚胺(nhs)和二环己基碳二亚胺(dcc)，其中含氟苯胺单体为4
‑
氟苯胺、3
‑
氟苯胺、2
‑
氟苯胺、2,6
‑
二氟苯胺、3,5
‑
二氟苯胺中的任意一种，在15
‑
40℃中反应10
‑
20h，反应后减压蒸馏，进行柱色谱层析分离，以体积比为正己烷:乙酸乙酯＝(3
‑
10):1作为洗脱剂，进行分离纯化，得到氟吡啶酰胺衍生物。
[0033]
实施例1
[0034]
(1)向15ml的甲醇中加入2g的2
‑
氯烟酸、1.1g的3
‑
甲基苯酚和2.2g的甲醇钠，加热反应，然后加热去离子水和稀盐酸进行酸化沉淀，过滤溶剂，加入二氯甲烷进行重结晶纯化，得到吡啶甲酸化合物，分子式为c
13
h
11
no3，1h nmr(400mhz，cdcl3)：δ12.56(s,1h)，8.05
‑
7.40(m,2h)，7.36
‑
6.82(m,4h)，6.69
‑
6.58(m,1h)，2.35(s,3h)。
[0035]
(2)向20ml的1,2
‑
二氯乙烷中加入0.5g的吡啶甲酸化合物和0.6g的三氟甲基三甲基硅烷作为三氟甲基化试剂，搅拌溶解然后加入0.4g的催化剂氟化钾和2g的助催化剂三氟甲磺酸银，升温至70℃反应6h，反应后减压蒸馏，进行柱色谱层析分离，以体积比为正己烷:乙酸乙酯＝20:1作为洗脱剂，进行分离纯化，得到间三氟甲基吡啶甲酸化合物，分子式为c
14
h
10
f3no3，1hnmr(400mhz，cdcl3)：δ12.26(s,1h)，8.15
‑
7.60(m,3h)，7.16
‑
6.52(m,3h)，2.30(s,3h)。
[0036]
(3)向20ml的1,2
‑
二氯乙烷中加入0.5g的间三氟甲基吡啶甲酸化合物、0.16g的4
‑
氟苯胺、0.2g的n
‑
羟基丁二酰亚胺和0.43g的二环己基碳二亚胺，在15℃中反应10h，反应后减压蒸馏，进行柱色谱层析分离，以体积比为正己烷:乙酸乙酯＝10:1作为洗脱剂，进行分
离纯化，得到氟吡啶酰胺衍生物，分子式为c
20
h
14
o2n2f4，结构式为1hnmr(400mhz，cdcl3)：δ10.15(s,1h)，8.05
‑
7.95(m,1h)，7.86
‑
7.42(m,3h)，7.38
‑
7.21(m,2h)，7.18
‑
6.65(m,2h)，6.57
‑
6.25(m,2h)，2.32(s,3h)。
[0037]
实施例2
[0038]
(1)向20ml的甲醇中加入2g的2
‑
氯烟酸、1.15g的3
‑
甲基苯酚和2.5g的甲醇钠，加热反应，然后加热去离子水和稀盐酸进行酸化沉淀，过滤溶剂，加入二氯甲烷进行重结晶纯化，得到吡啶甲酸化合物，分子式为c
13
h
11
no3。
[0039]
(2)向30ml的1,2
‑
二氯乙烷中加入0.5g的吡啶甲酸化合物和0.7g的三氟甲基三甲基硅烷作为三氟甲基化试剂，搅拌溶解然后加入0.45g的催化剂氟化钾和2.2g的助催化剂三氟甲磺酸银，升温至95℃反应6h，反应后减压蒸馏，进行柱色谱层析分离，以体积比为正己烷:乙酸乙酯＝10:1作为洗脱剂，进行分离纯化，得到间三氟甲基吡啶甲酸化合物，分子式为c
14
h
10
f3no3。
[0040]
(3)向30ml的1,2
‑
二氯乙烷中加入0.5g的间三氟甲基吡啶甲酸化合物、0.18g的3
‑
氟苯胺、0.22g的n
‑
羟基丁二酰亚胺和0.48g的二环己基碳二亚胺，在40℃中反应12h，反应后减压蒸馏，进行柱色谱层析分离，以体积比为正己烷:乙酸乙酯＝5:1作为洗脱剂，进行分离纯化，得到氟吡啶酰胺衍生物，分子式为c
20
h
14
o2n2f4，结构式为1hnmr(400mhz，cdcl3)：δ10.25(s,1h)，8.06
‑
7.90(m,1h)，7.81
‑
7.45(m,3h)，7.32
‑
7.06(m,3h)，6.84
‑
6.35(m,2h)，6.30
‑
6.18(m,1h)，2.31(s,3h)。
[0041]
实施例3
[0042]
(1)向25ml的甲醇中加入2g的2
‑
氯烟酸、1.2g的3
‑
甲基苯酚和2.6g的甲醇钠，加热反应，然后加热去离子水和稀盐酸进行酸化沉淀，过滤溶剂，加入二氯甲烷进行重结晶纯化，得到吡啶甲酸化合物，分子式为c
13
h
11
no3。
[0043]
(2)向30ml的1,2
‑
二氯乙烷中加入0.5g的吡啶甲酸化合物和0.75g的三氟甲基三甲基硅烷作为三氟甲基化试剂，搅拌溶解然后加入0.5g的催化剂氟化钾和2.4g的助催化剂三氟甲磺酸银，升温至80℃反应12h，反应后减压蒸馏，进行柱色谱层析分离，以体积比为正己烷:乙酸乙酯＝10:1作为洗脱剂，进行分离纯化，得到间三氟甲基吡啶甲酸化合物，分子式为c
14
h
10
f3no3。
[0044]
(3)向40ml的1,2
‑
二氯乙烷中加入0.5g的间三氟甲基吡啶甲酸化合物、0.18g的2
‑
氟苯胺、0.22g的n
‑
羟基丁二酰亚胺和0.52g的二环己基碳二亚胺，在30℃中反应12h，反应后减压蒸馏，进行柱色谱层析分离，以体积比为正己烷:乙酸乙酯＝5:1作为洗脱剂，进行分
离纯化，得到氟吡啶酰胺衍生物，分子式为c
20
h
14
o2n2f4，结构式为1hnmr(400mhz，cdcl3)：δ10.27(s,1h)，8.15
‑
7.88(m,1h)，7.81
‑
7.39(m,3h)，7.36
‑
6.85(m,3h)，6.72
‑
6.05(m,3h)，2.26(s,3h)。
[0045]
实施例4
[0046]
(1)向30ml的甲醇中加入2g的2
‑
氯烟酸、1.25g的3
‑
甲基苯酚和28g的甲醇钠，加热反应，然后加热去离子水和稀盐酸进行酸化沉淀，过滤溶剂，加入二氯甲烷进行重结晶纯化，得到吡啶甲酸化合物，分子式为c
11
h
13
no3。
[0047]
(2)向50ml的1,2
‑
二氯乙烷中加入0.5g的吡啶甲酸化合物和0.8g的三氟甲基三甲基硅烷作为三氟甲基化试剂，搅拌溶解然后加入0.5g的催化剂氟化钾和2.6g的助催化剂三氟甲磺酸银，升温至95℃反应18h，反应后减压蒸馏，进行柱色谱层析分离，以体积比为正己烷:乙酸乙酯＝5:1作为洗脱剂，进行分离纯化，得到间三氟甲基吡啶甲酸化合物，分子式为c
14
h
10
f3no3。
[0048]
(3)向40ml的1,2
‑
二氯乙烷中加入0.5g的间三氟甲基吡啶甲酸化合物、0.18g的2,6
‑
二氟苯胺、0.24g的n
‑
羟基丁二酰亚胺和0.55g的二环己基碳二亚胺，在20℃中反应10h，反应后减压蒸馏，进行柱色谱层析分离，以体积比为正己烷:乙酸乙酯＝3:1作为洗脱剂，进行分离纯化，得到氟吡啶酰胺衍生物，分子式为c
20
h
13
o2n2f5，结构式为1hnmr(400mhz，cdcl3)：δ10.21(s,1h)，8.14
‑
7.98(m,1h)，7.88
‑
7.35(m,3h)，7.32
‑
7.05(m,2h)，7.01
‑
6.85(m,1h)，6.72
‑
6.35(m,2h)，2.31(s,3h)。
[0049]
实施例5
[0050]
(1)向40ml的甲醇中加入2g的2
‑
氯烟酸、1.3g的3
‑
甲基苯酚和3g的甲醇钠，加热反应，然后加热去离子水和稀盐酸进行酸化沉淀，过滤溶剂，加入二氯甲烷进行重结晶纯化，得到吡啶甲酸化合物，分子式为c
13
h
11
no3。
[0051]
(2)向50ml的1,2
‑
二氯乙烷中加入0.5g的吡啶甲酸化合物和0.9g的三氟甲基三甲基硅烷作为三氟甲基化试剂，搅拌溶解然后加入0.55g的催化剂氟化钾和2.75g的助催化剂三氟甲磺酸银，升温至95℃反应18h，反应后减压蒸馏，进行柱色谱层析分离，以体积比为正己烷:乙酸乙酯＝20:1作为洗脱剂，进行分离纯化，得到间三氟甲基吡啶甲酸化合物，分子
式为c
14
h
10
f3no3。
[0052]
(3)向60ml的1,2
‑
二氯乙烷中加入0.5g的间三氟甲基吡啶甲酸化合物、0.2g的3,5
‑
二氟苯胺、0.25g的n
‑
羟基丁二酰亚胺和0.6g的二环己基碳二亚胺，在40℃中反应20h，反应后减压蒸馏，进行柱色谱层析分离，以体积比为正己烷:乙酸乙酯＝10:1作为洗脱剂，进行分离纯化，得到氟吡啶酰胺衍生物，分子式为c
20
h
13
o2n2f5，结构式为1hnmr(400mhz，cdcl3)：δ10.18(s,1h)，8.24
‑
7.68(m,3h)，7.52
‑
7.04(m,3h)，7.01
‑
6.30(m,3h)，2.31(s,3h)。
[0053]
试验方法：分别将实施例1
‑
5中的氟吡啶酰胺衍生物配置成浓度为0.2％的溶液，作为除草剂溶液，试验土质为100m2的轻壤土，共5个试验土质，前茬作物为小麦，主要的草种为无芒稗、鳢肠，分别喷施除草剂溶液，喷施量为0.2ml/m2，进行芽前喷施，8个月后检测各试验土质内杂草株数和鲜重，测试除草效果。
[0054][0055]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。