一种吡唑甲酸衍生物的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种吡唑甲酸衍生物的制备方法。
【背景技术】
[0002] 吡唑甲酸衍生物，如3-二氟甲基-1-甲基-IH-吡唑-4-羧酸是用于制备农药杀 菌剂的关键中间体。
[0003] 文献JP-2000-044541报道，在碱存在下，相应的取代吡唑与羧酸二烷基酯如硫酸 二甲酯，硫酸二乙酯进行N-甲基化，得N-取代吡唑，再经一系列反应得到吡唑甲酸衍生物。 但是硫酸二烷基酯由于其毒性，大工厂上难以大规模应用。
[0004] 中国专利CN101044116A采用磷酸三烷基酯代替剧毒的硫酸二烷基酯，但是需要 在高温180-200°C下，反应18-24小时，且后处理产生大量废水，不符合环保要求。
[0005] JACS，73, 3684 (1951)描述，将4, 4-二氟-3-氧丁酸乙酯与原甲酸三乙酯和醋酐反 应制备（2-乙氧基亚甲基）-4, 4-二氟甲基乙酰乙酸乙醋，再与肼衍生物反应得到3-二氟 甲基-1-甲基-IH-吡唑-4-羧酸乙醋，再经水解得到。但是所用的4, 4-二氟-3-氧丁酸 乙酯价格昂贵且收率低于70%。
[0006] 如上现有工艺均存在使用毒性原料、废物难以处理导致污染环境等问题。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术中存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种简单经 济环保的吡唑甲酸衍生物的制备方法，该方法采用新的中间体，各步反应收率高，废气，废 水少且成本低，无需特殊反应设备。
[0008] 根据本发明，上述目的通过如下实施方案实现。
[0009] 根据本发明的一个实施方案，本发明提供了一种以下式（I)化合物的制备方法，
[0010]
[0011] 其中札选自甲基或乙基，优选甲基；
[0012] X 为 F、C1 或 CF3,优选 F ;
[0013] 所述方法包括以下步骤：
[0014] (1)在路易斯酸的存在下，将式（III)的α -氟胺与式（IV)的乙烯衍生物反应，生 成式（V)的vinamidinium盐（即1，5-二氮杂戊二稀盐），
[0015] 式（III)的α -氟胺如下所示：
[0016]
[0017] 其中X的定义如前所述，RjPR3独立地选自C1-C 4烷基，优选甲基；
[0018] 式（IV)的乙烯衍生物如下所示：
[0019]
[0020] 其中R4为氢或甲基，优选甲基，η为0-4,优选0或1 ;
[0021] 并且其中当η = 0时，式（IV)的乙烯衍生物如下所示：
[0022]
[0023] 其中R4为氢或甲基，优选甲基。
[0024] 式（V)的1，5-二氮杂戊二烯盐如下所示：
[0025]
[0026] 其中n、R#R3、R4的定义如前所述，阴离子，所述阴离子选自[BF4]' [AlCl3F]' [AIFJ-、[ZnCl2Fr' [SbF6r、[SnCl4Fr' [BiCl3F]' [GaCl3Fr和[SiCl 4FF。来自 相应的路易斯酸。
[0027] 并且其中当η = 0时，式（V)的1，5-二氮杂戊二烯盐如下所示：
[0028]
[0029] 其中R2、R3、1?4和Y _的定义如前所述。
[0030] (2)式（V)的1，5-二氮杂戊二烯盐与肼反应，得到式（II)的化合物，
[0031] 式（II)的化合物如下所示：
[0032]
[0033] 其中X、n、RjPR4的定义如前所述；
[0034] 并且其中，η = 0时，式II化合物结构如下所示：
[0035]
[0036] 其中X、札和R4的定义如前所述；
[0037] (3)η = 1-4的式（II)的化合物经过水解和氧化，或者η = 0的式（II)的化合物 经过氧化，得到式（I)的化合物。
[0038] 根据本发明的一个实施方案，步骤（1)中路易斯酸选自BF3、A1C13、A1F 3、ZnCl2、 PF5、SbF5、SnCl4、BiCl3、GaCl 3、SiCl4的化合物，优选 BF 3。
[0039] 根据本发明的一个实施方案，步骤（1)中反应温度可在-20°C至60°C，优选-10°C 至40°C，更优选0°C-30°C。由于经济原因，步骤（1)中反应优选在室温下实施。
[0040] 根据本发明的一个实施方案，步骤（1)中使用的Ct-氟胺选自1，1，2, 2-四氟乙 基-N, N-二甲基胺、1，1，2, 2-四氟乙基-N, N-二乙基胺、1，1，2-二氟_2_(二氟甲基）乙 基-N, N-二甲基胺、1，1，2-二氟_2_(二氟甲基）乙基-N, N-二乙基胺、1，1，2-二氟_2_氯 代乙基-N, N-二甲基胺和1，1，2_二氟-2-氯代乙基-N, N-二乙基胺，所述α -氟胺优选 1，1，2, 2-四氟乙基-N, N-二甲基胺和1，1，2, 2-四氟乙基-N, N-二乙基胺，并且特别优选 1，1，2, 2-四氟乙基-N, N-二甲基胺。
[0041] 路易斯酸的使用量无需特别限定，根据本发明的一个实施方案，步骤（1)中路易 斯酸与α -氟胺的摩尔比在1:1至10:1之间，优选1:1至5:1，更优选1:1至1. 3:1之间。 α -氟胺与乙烯衍生物的比例在1:10至10:1之间，优选1:5至5:1之间，更优选1. 3:1至 1:1. 3之间。
[0042] 根据本发明的一个实施方案，前述方法步骤（2)在溶剂的存在下进行反应。合适 的溶剂例如选自脂肪族的和芳香族的径，例如正己烷、环己烷、苯或甲苯。被氟和氯原子取 代的脂肪族的和芳香族的烃，例如二氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氟代苯、氯代 苯或二氯代苯。还可使用醚作为溶剂，合适的醚例如二乙醚、二苯醚、甲基叔丁基醚、异丙基 乙基醚、二噁烷、二甘醇二甲醚、二甲基乙二醇或THF。还可使用腈作为溶剂，合适的腈例如 甲基腈、丁腈或苯腈。所述溶剂优选选自乙醚、乙腈、二氯甲烷和四氢呋喃，尤其优选乙腈或 四氢呋喃。
[0043] 根据本发明的一个实施方案，步骤（2)中使用的肼为甲基肼或乙基肼，优选甲基 肼。
[0044] 根据本发明的一个实施方案，步骤（2)中式（V)的1，5-二氮杂戊二烯盐与前述肼 的摩尔比在1:10至10:1之间，优选1:5至5:1之间，更优选1. 3:1至1:1. 3之间。
[0045] 根据本发明的一个实施方案，步骤（2)中反应温度可在-20°C至60°C，优选-KTC 至40°C，更优选0°C-30°C。由于经济原因，步骤（2)中反应优选在室温下实施。
[0046] 根据本发明的一个实施方案，步骤（3)中式（II)的水解反应在溶剂的存在下进 行，水解反应使用的溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、四氢呋喃等与水的混合液，或使用单一的水 作为溶剂，优选使用水作溶剂。
[0047] 根据本发明的一个实施方案，水解反应可在碱性或酸性的条件下进行。优选酸性 水解，所用的酸可为有机酸或无机酸，优选无机酸。无机酸可为盐酸、硫酸、氢溴酸、磷酸等， 优选盐酸或硫酸。水解反应温度可在30°C至100°C，优选30°C至70°C，更优选50°C -60°C。 在酸的存在下进行水解时，式（Π )化合物与酸的摩尔比可为酸过量，例如式（II)化合物与 酸的摩尔比在1:2至1:10之间，优选1:3至1:5之间，更优选1:2至1:3之间。
[0048] 根据本发明的一个实施方案，氧化反应中使用的氧化剂可为双氧水、次氯酸钠、高 锰酸钾、氯酸钠、氯酸钾等，优选双氧水或次氯酸钠。氧化反应中，氧化剂过量使用。
[0049] 根据本发明的一个实施方案，氧化反应在水解反应相同的溶剂中进行，所述溶剂 选自甲醇、乙醇、乙腈、四氢呋喃等与水的混合液，或单一的水作溶剂，优选为水作溶剂。
[0050] 根据本发明的一个实施方案，水解反应和氧化反应连续进行，基于每摩尔式（II) 化合物的量，氧化剂的用量为1:2至1:10摩尔，优选1:3至1:5摩尔，更优选1:2至1:3摩 尔。氧化反应中，反应温度可在30°C至100°C，优选50°C至100°C，更优选70°C至100°C。
【附图说明】
[0051] 图I :3-(二氟甲基）-1-甲基-4-(2-甲基-1，3-二氧丁烷-2-基）-1Η-吡唑的1H NMR分析图谱。
[0052] 图2 :3-二氟甲基-1-甲基-IH-吡唑-4-甲酸的1H NMR分析图谱。
[0053] 图3 :3-(二氟甲基）-1-甲基-4-(1,3-二氧丁烷-2-基）-1Η-吡唑的1H NMR分 析图谱。
[0054] 图4:3-(二氟甲基）-1-甲基-4-(1,3-二氧戊烷-2-基）-1Η-吡唑的1H NMR分 析图谱。
[0055] 图5 :3_ (二氟甲基）-1-甲基-4-(2-甲基-1，3-二氧戊烷-2-基）-IH-吡唑的1H NMR分析图谱。
[0056] 图6 :3_ (二氟甲基）-1-乙基-4-(2-甲基-1，3-二氧戊烷-2-基）-IH-吡唑的1H NMR分析图谱。
[0057] 图7 :3_二氟甲基-1-乙基-IH-吡唑-4-甲酸的1H NMR分析图谱。
[0058] 图8:3-(二氟甲基）-1-乙基-4-(1,3-二氧戊烷-2-基）-1Η-吡唑的1H NMR分 析图谱。
[0059] 图9 :3_ (二氟甲基）-1-甲基-IH-吡唑-4-乙酮的1H NMR分析图谱。
[0060] 图10 :3_(二氟甲基）-1-甲基-IH-吡唑-4-乙醛的1H NMR分析图谱。
[0061] 图11 :3_ (二氟甲基）-1-乙基-IH-吡唑-4-乙酮的1H NMR分析图谱。
[0062] 图12 :3_(二氟甲基）-1-甲基-IH-吡唑-4-乙醛的1H NMR分析图谱。
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