專利名稱：通過噁唑胺中間體制備芳基吡咯殺昆蟲劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及芳基吡咯殺昆蟲劑的制備方法。
芳基吡咯腈是具有獨(dú)特作用機(jī)理和廣譜活性的、高效的殺昆蟲劑、殺螨劑和殺軟體動物劑。特別是，2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯-3-腈化合物顯示出對廣泛系列的各類害蟲的有效控制，并能控制耐藥害蟲，如耐擬除蟲菊酯、有機(jī)磷、環(huán)二烯、有機(jī)氯、有機(jī)錫、氨甲酸酯和苯并苯基脲的鉤翅石蛾科/實(shí)夜蛾屬、灰翅夜蛾屬、粉夜蛾屬、尺夜蛾屬和葉螨科屬類的生物類型。因?yàn)闆]有交叉耐藥，2-芳基-5-三氟甲基吡咯-3-腈化合物和它們的衍生物在控制耐藥中有潛在強(qiáng)度。此外，吡咯對有益種類幾乎無作用，這使它們成為綜合治理害蟲計(jì)劃中優(yōu)良候選物。這些計(jì)劃是當(dāng)今作物生長中必不可少的。
因此，所述吡咯類的制備方法及其中間體的制備方法是極有價(jià)值的。制備2-芳基-5-(三氟甲基)吡咯-3-腈的已知方法是使Reissert化合物的酸催化環(huán)來沙特化合物(1-苯酰2氰基硅酸)合介-離子中間體產(chǎn)物與適當(dāng)?shù)娜差愡M(jìn)行1，3-兩極環(huán)合加成得到N-取代吡咯產(chǎn)物，如W.M.McEwen等在有機(jī)化學(xué)雜志(Journal of organicChemistry)1980，45，1301-1308所述。相似的是，使(munchnones)(也是兩性離子中間體)進(jìn)行1，3-兩極環(huán)合加成得到N-取代吡咯產(chǎn)物。另外，在制造規(guī)模上，美國專利5,030,735述及3-噁唑啉-5-酮與2-氯-丙烯腈進(jìn)行1，3-兩極環(huán)合加成得到N-取代吡咯產(chǎn)物。
本發(fā)明的一個目的是提供一類新穎、高效殺蟲劑化合物的重要中間體化合物的另一個來源及其制備途徑。
本發(fā)明的一個目的是提供在制備殺昆蟲的、殺螨的、殺軟體動物的化合物中有用的中間體5-氨基-4-芳基-2-全氟代烷基-1，3-噁唑衍生物，以及制備所述噁唑中間體的方法。
本發(fā)明的特征在于該制備方法提供了區(qū)域?qū)Ｒ坏漠a(chǎn)物。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于制備N-未取代吡咯(NH-吡咯)中間體的方法，它可進(jìn)一步使吡咯環(huán)氮衍生化得到各種殺蟲活性的吡咯產(chǎn)物。
本發(fā)明提供了式IV芳基吡咯化合物的制備方法 其中n是整數(shù)1、2、3、4、5、6、7、或8；A是 或 L是氫或鹵素；M和Q各自是氫、鹵素、CN、NO2、C1-C4烷基、C1-C4鹵代烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4鹵代烷氧基、C1-C4烷基硫代、C1-C4烷基亞硫?；?，或當(dāng)M和Q處于相鄰的位置時，它們可與碳原子聯(lián)在一起成環(huán)，其中MQ代表下列結(jié)構(gòu)-OCH2O-，-OCF2O-或-CH＝CH-CH＝CH-；
R2，R3和R4各自代表氫、鹵素、NO2、CHO，或R3和R4可與碳原子聯(lián)在一起成環(huán)，其中R3R4代表結(jié)構(gòu) R5、R6、R7和R8各自是氫、鹵素、CN或NO2；以及Z是O或S，該方法包括使式I的噁唑胺中間體或它的互變異構(gòu)體 其中n和A如上所述，R是C1-C6烷基、C1-C6鹵代烷基、COOR1，或任意地被一個或多個鹵素、NO2、CN、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基硫代、C1-C4烷基或C1-C4鹵代烷基所取代的苯基，以及R1是C1-C4烷基或C1-C4鹵代烷基，與至少一摩爾當(dāng)量的2-鹵代丙烯腈或2，3-二鹵代丙腈在堿劑任意的有溶劑的存在下進(jìn)行反應(yīng)。
本發(fā)明也提供了噁唑胺中間體和它們的制備方法。
在制備規(guī)模有用的方法可較好地制得可高至定量產(chǎn)率的關(guān)鍵的中間體化合物，它在分離或在原處應(yīng)用是穩(wěn)定的，可從簡單或易得的起始物中制得，并可以以最少的反應(yīng)步驟、最佳的得率和純度容易地轉(zhuǎn)換成所需的終端產(chǎn)物，若可能，成為區(qū)域?qū)Ｒ换蛄Ⅲw專一的化合物。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，式I的5-氨基-4-芳基-2-全氟代烷基-1，3-噁唑衍生物及其互變異構(gòu)體是制備2-芳基-5-(全氟代烷基)吡咯-3-腈殺昆蟲劑、殺螨劑和殺軟體動物劑化合物的有效的關(guān)鍵中間體。本發(fā)明的噁唑胺衍生物具有式I結(jié)構(gòu) 其中n是整數(shù)1、2、3、4、5、6、7、或8；R是C1-C6烷基、C1-C6鹵代烷基、COOR1，或任意地被一個或多個鹵素、NO2、CN、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基硫代、C1-C4烷基或C1-C4鹵代烷基所取代的苯基；A是 或 L是氫或鹵素；M和Q各自是氫、鹵素、CN、NO2、C1-C4烷基、C1-C4鹵代烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4鹵代烷氧基、C1-C4烷基硫代、C1-C4烷基亞硫?；?，或當(dāng)M和Q處于相鄰的位置時，它們可與碳原子聯(lián)在一起成環(huán)，其中MQ代表下列結(jié)構(gòu)-OCH2O-，-OCF2O-或-CH＝CH-CH＝CH-；R2，R3和R4各自代表氫、鹵素、NO2、CHO，或R3和R4可與碳原子聯(lián)在一起成環(huán)，其中R3R4代表結(jié)構(gòu) R5、R6、R7和R8各自是氫、鹵素、CN或NO2；以及Z是O或S。
式I的5-氨基-4-芳基-2-全氟代烷基-1，3-噁唑衍生物可由下列的互變異構(gòu)體代表5-亞氨基-4-芳基-2-全氟代烷基-3-噁唑啉(式Ia)或5-亞氨基-4-芳基-2-全氟代烷基-2-噁唑啉(式Ib)，其中R、A和n的定義同上。 術(shù)語鹵素是指Cl、Br、F或I，術(shù)語鹵代烷基包括任何含從1至2n＋1鹵素原子的有n個碳原子的烷基。
式I的中間體和它們的互變異構(gòu)體系通過使式II的全氟代烷?；被婊衔镌谒岷褪絀II酰鹵的存在下，任意地有溶劑的存在，環(huán)合制得 其中A的定義同上， 其中X是Cl或Br，R的定義同上。任意地有溶劑存在下反應(yīng)式如流程I所示。
流程I 美國專利5,426,225述及式II化合物和它們的制備。
適合于制備式I中間體中使用的溶劑是芳香烴和鹵代芳香烴，較好的是諸如甲苯、苯、二甲苯之類的芳香烴，更好的是甲苯或二甲苯或它們的結(jié)合。
適用于環(huán)合的酸包括硫酸、甲磺酸、苯-磺酸、對-甲苯磺酸、氟硼酸、三氟化硼絡(luò)合物之類。三氟化硼絡(luò)合物可包括醚合三氟化硼、BF3甲醇絡(luò)合物、BF3乙醇絡(luò)合物之類。
令人驚奇的是，業(yè)已發(fā)現(xiàn)在堿和任意地有溶劑的存在下，式I的噁唑胺中間體用2-鹵代丙烯腈或2，3-二鹵代丙腈進(jìn)行1，3-二極環(huán)合加成，在一步轉(zhuǎn)換中得到區(qū)域?qū)Ｒ恍缘氖絀V的2-芳基-5-全氟代烷基吡咯-3-腈。使用2-鹵代丙烯腈作為1，3-兩極化劑的反應(yīng)如流程II所示，其中X是Cl或Br
流程II 用于本發(fā)明方法的堿是堿金屬碳酸鹽或碳酸氫鹽、三(C1-C4烷基)胺、堿金屬氫氧化物、堿金屬乙酸鹽、4-二甲基氨基吡啶、吡啶之類。較好的堿是堿金屬碳酸鹽和諸如三乙胺的三(C1-C4烷基)胺。
用于本發(fā)明方法中的溶劑是一般適用于制造方法中、且反應(yīng)試劑能溶于其中的有機(jī)溶劑，如乙腈、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺之類或它們的結(jié)合。
根據(jù)本發(fā)明的方法，式II的全氟代烷酰基氨基腈于基本上等摩爾量式III乙酰鹵在酸的存在下，任意地有溶劑的存在下，進(jìn)行混合形成式I的噁唑胺中間體。所述的中間體可用諸如過濾或萃取的常規(guī)技術(shù)分離。式I噁唑胺的形成速率可隨溫度的增加而增加。但是，應(yīng)當(dāng)明白，過高反應(yīng)溫度會引起分解，使得率和純度降低。典型的反應(yīng)溫度范圍是20℃-100℃，較好的是60-90℃。分離出的噁唑胺中間體后，通過使所述的噁唑與約1摩爾當(dāng)量的2-鹵代丙烯腈或2，3-二鹵代丙腈在至少1摩爾當(dāng)量的堿和任意地有溶劑的存在下混合，可轉(zhuǎn)化為所需的式IV芳基吡咯產(chǎn)物。
另一種方案是式I噁唑胺中間體可在原處形成而無需分離，直接轉(zhuǎn)化成所需的仍有區(qū)域?qū)Ｒ恍缘氖絀V芳基吡咯產(chǎn)物。在該技術(shù)方案(流程III所示)中，式II的全氟代烷?；被媾c約1摩爾當(dāng)量的式III乙酰鹵在酸的存在下和任意地有溶劑的存在下混合。當(dāng)式I的唑胺完全形成后，反應(yīng)混合物用至少1摩爾當(dāng)量的2-鹵代丙烯腈或2，3-二鹵代丙腈，以及至少1摩爾當(dāng)量的堿處理。式IV的芳基吡咯產(chǎn)物用常規(guī)方法，如用水稀釋反應(yīng)混合物，然后過濾或萃取，進(jìn)行分離。
流程III 堿為了易于理解本發(fā)明，現(xiàn)提出下列實(shí)施例。這些實(shí)施例僅供闡述，不能理解為用來限制范圍或劃定本發(fā)明的原理。
術(shù)語1NMR、13CNMR和19FNMR依次指質(zhì)子、碳13和氟19核磁共振，HPLC指高效液相色譜，GLC指氣-液色譜。
實(shí)施例1N-4-(對-氯苯基)-2-(三氟代甲基)-5-噁唑基乙酰胺的制備
在室溫下用甲磺酸(2.4g，0.025mol)處理N-〔(對-氯苯基)氰基甲基〕-2，2，2-三氟乙酰胺(13.1g，0.05mol)在甲苯中的淤漿。反應(yīng)混合物用乙酰氯(4.32g，0.055mol)處理，在80℃下加熱2小時，冷卻并過濾。將濾餅溶于乙酸乙酯，用水洗滌，真空濃縮得到殘留物。殘留物用乙酸乙酯/庚烷結(jié)晶得到白色固體的標(biāo)題產(chǎn)物，13.8g(90％得率)，mp207.5℃-208.5℃，用IR、1NMR、13CNMR和19FNMR分析識別。
實(shí)施例2N-4-(對-氯苯基)-2-(三氟甲基)-5-噁唑基草氨酸乙酯的制備 在80℃下將N-〔(對-氯苯基)氰基甲基〕-2，2，2-三氟代乙酰胺39.4g，015mol)甲磺酸(14.4g 0.015mol)和乙基草酰氯(22.5g0.165mol)在甲苯中的攪拌著的混合物加熱2小時，冷卻到室溫并用乙酸乙酯稀釋。反應(yīng)溶液用水洗滌，真空濃縮得到固體殘留物。該固體殘留物用甲苯-庚烷重結(jié)晶得到白色晶體的標(biāo)題產(chǎn)物，41.8g(70％得率)，mp107.0℃-108.5℃，用IR、1NMR、13CNMR和19FNMR分析識別。
實(shí)施例35-(乙酰氨基)-4-芳基-2-全氟代烷基-1，3-噁唑的制備 用實(shí)施例1和2所述的主要的相同過程，得到下表I中所示的酰氨基噁唑。
表I mpL M Q R ℃H4-CF3H-CH3187.0-187.5H4-Br H-CH3215.0-216.03-Cl 4-Cl H-CH3171.0-172.0H4-Cl H-C6H5172-176H4-CF3H-C6H5146-149H4-Br H-C6H5167-1703-Cl 4-Cl H-C6H5180-182H-OCF2O- -C2H5-實(shí)施例42-(對-氯苯基)-5-(三氟甲基)吡咯-3-腈的制備 在室溫下用2-氯丙烯腈處理N-4-(對-氯苯基)-2-(三氟甲基)-5-噁唑基草氨酸乙酯(10.9g，0.03mol)在乙腈中的混合物。反應(yīng)混合物用三乙胺)(TEA)(7.3g，0.072mol)滴加處理，在70-72℃下加熱5小時，冷卻到室溫，用水稀釋。稀釋的反應(yīng)混合物用乙酸乙酯萃取。合并萃取液，用水洗滌，真空濃縮得到半固體殘留物。該殘留物溶于1∶1乙酸乙酯庚烷，通過硅膠過濾。濾液進(jìn)行真空濃縮得到固體殘留物，該固體用乙酸乙酯/庚烷重結(jié)晶得到白色固體的標(biāo)題產(chǎn)物，4.6g(57％得率)，mp238℃-241℃，用1NMR、19FNMR、GLC和HPLC分析識別。
實(shí)施例52-(對-氯苯基)-5-(三氟甲基)吡咯-3-腈的制備 用2，3-二氯丙腈代替2-氯丙烯腈和應(yīng)用3。4當(dāng)量的三乙胺并重復(fù)上述實(shí)施例4的主要的相同過程得到標(biāo)題產(chǎn)物，得率為58％。
實(shí)施例62-(對-氯苯基)-5-(三氟甲基)吡咯-3-腈的制備 用2-氯丙烯腈(3.15g，0.036mol)處理N-4-(對-氯苯基)-2-(三氟甲基)-5-噁唑基乙酰胺(9.2g，0.03mol)在乙腈中的淤漿狀物。反應(yīng)混合物用三乙胺(7.3g，0.072mol)滴加處理，在70-72℃下加熱2小時，冷卻到室溫，用水稀釋。稀釋的反應(yīng)混合物用乙酸乙酯萃取。合并萃取液，用水洗滌，真空濃縮得到半固體殘留物?？焖賹游鰵埩粑?硅膠，15％乙酸乙酯在庚烷中作為洗脫劑)得到淡黃色固體的標(biāo)題產(chǎn)物，3.7g(46％得率)，mp238℃-241℃，用1NMR和19FNMR分析識別。
實(shí)施例72-(對-氯苯基)-5-(三氟甲基)吡咯-3-腈的制各 用2-氯丙烯腈(4.2g，0.048mol)處理N-4-(對-氯苯基)-2-(三氟甲基)-5-噁唑基苯甲酰胺(14.7g，0.04mol)在乙腈中的淤漿狀物。反應(yīng)混合物用三乙胺(9.72g，0.096mol)滴加處理，在70-72℃下加熱1小時，冷卻到室溫，用水稀釋。稀釋的反應(yīng)混合物用乙酸乙酯萃取。合并萃取液，用水洗滌，真空濃縮得到蠟狀固體殘留物.快速層析殘留物(硅膠，15％乙酸乙酯在庚烷中作為洗脫劑)得到淡黃色固體的標(biāo)題產(chǎn)物，6.2g(47％得率)，mp240℃-242℃，用1NMR和19FNMR分析識別。
實(shí)施例82-芳基-5-全氟代烷基吡咯-3-腈的制備 用實(shí)施例4-7所述的必要的相同過程，并用合適的噁唑胺起始物，得到下表II所示的吡咯化合物。
表II 噁唑 吡咯mp ％R L M Q ℃ 得率-CH3H4-BrH ＞230 69-CH3H4-CF3H219-22058-CH33-Cl 4-ClH ＞240 64-C6H5H4-BrH ＞230 28實(shí)施例9 2-(對-氯苯基)-5-(三氟甲基)吡咯-3-腈的制備在室溫下依次用甲磺酸(2.4g，0.025mol)和乙酰氯(4.32g，0.055mol)處理N-〔(對-氯苯基)氰基甲基〕-2，2，2-三氟乙酰胺(13.1g，0.05mol)在甲苯中的漿，再在80℃下加熱2小時，冷卻到室溫，用乙腈稀釋，首先用2-氯丙烯腈(5.25g，0.06mol)處理，然后用三乙胺(13.7g，0.135mol)滴加處理，在70-72℃下加熱1小時，冷卻到室溫，用水稀釋。該混合物用乙酸乙酯萃取。合并萃取液，用水洗滌，真空濃縮得到殘留物?？焖賹游鰵埩粑?硅膠；15％乙酸乙酯在庚烷中作為洗脫劑)得到標(biāo)題產(chǎn)物。
權(quán)利要求
1.一種式IV的芳基吡咯化合物的制備方法 其中n是整數(shù)1、2、3、4、5、6、7、或8；A是 或 L是氫或鹵素；M和Q各自是氫、鹵素、CN、NO2、C1-C4烷基、C1-C4鹵代烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4鹵代烷氧基、C1-C4烷基硫代、C1-C4烷基亞硫?；?，或當(dāng)M和Q處于相鄰的位置時，它們可與碳原子聯(lián)在一起成環(huán)，其中MQ代表下列結(jié)構(gòu)-OCH2O-，-OCF2O-或-CH＝CH-CH＝CH-；＝R2，R3和R4各自代表氫、鹵素、NO2、CHO，或R3和R4可與碳原子聯(lián)在一起成環(huán)，其中R3R4代表結(jié)構(gòu) R5、R6、R7和R8各自是氫、鹵素、CN或NO2；以及Z是O或S，該方法包括使式II的全氟代烷?；被婊衔锲渲蠥及N如上所述，與至少1摩爾當(dāng)量的式III的?；u反應(yīng) 其中A和n的定義同上， 其中R是C1-C6烷基、C1-C6鹵代烷基、COOR1，或任意地被一個或多個鹵素、NO2、CN、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基硫代、C1-C4烷基或C1-C4鹵代烷基所取代的苯基；其中X是Cl或Br在有酸及任意地有溶劑存在下，反應(yīng)形成噁唑胺中間體，使該中間體與至少1摩爾當(dāng)量的2-鹵代丙烯腈或2，3-二鹵代丙腈在至少1摩爾當(dāng)量的堿存在下反應(yīng)得到所需的式IV芳基吡咯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中有溶劑存在，溫度約為20℃-100℃，堿是堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、堿金屬氫氧化物、堿金屬乙酸鹽、三(C1-C4烷基)胺、4-二甲基氨基吡啶或吡啶，酸是硫酸、甲磺酸、苯-磺酸、對-甲苯磺酸、氟硼酸、三氟化硼絡(luò)合物。
3.一種式IV芳基吡咯化合物的制備方法 其中n是整數(shù)1、2、3、4、5、6、7、或8；A是 或 L是氫或鹵素；M和Q各自是氫、鹵素、CN、NO2、C1-C4烷基、C1-C4鹵代烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4鹵代烷氧基、C1-C4烷基硫代、C1-C4烷基亞硫?；?，或當(dāng)M和Q處于相鄰的位置時，它們可與碳原子聯(lián)在一起成環(huán)，其中MQ代表下列結(jié)構(gòu)-OCH2O-，-OCF2O-或-CH＝CH-CH＝CH-；R2，R3和R4各自代表氫、鹵素、NO2、CHO，或R3和R4可與碳原子聯(lián)在一起成環(huán)，其中R3R4代表結(jié)構(gòu) R5、R6、R7和R8各自是氫、鹵素、CN或NO2；以及Z是O或S，該方法包括使式I的噁唑胺中間體或它的互變異構(gòu)體 其中n和A如上所述，R是C1-C6烷基、C1-C6鹵代烷基、COOR1，或任意地被一個或多個鹵素、NO2、CN、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基硫代、C1-C4烷基或C1-C4鹵代烷基所取代的苯基，以及R1是C1-C4烷基或C1-C4鹵代烷基，與至少一摩爾當(dāng)量的2-鹵代丙烯腈或2，3-二鹵代丙腈在堿劑及任意的有溶劑的存在下進(jìn)行反應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中堿是堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、堿金屬氫氧化物、堿金屬乙酸鹽、三(C1-C4烷基)胺、4-二甲基氨基吡啶或吡啶，堿的存在量是1摩爾當(dāng)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中R是C1-C4烷基或苯基，n是1或2，A是
6.一種式I的化合物 其中n是整數(shù)1、2、3、4、5、6、7、或8；R是C1-C6烷基、C1-C6鹵代烷基、COOR1，或任意地被一個或多個鹵素、NO2、CN、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基硫代、C1-C4烷基或C1-C4鹵代烷基所取代的苯基；A是 或 L是氫或鹵素；M和Q各自是氫、鹵素、CN、NO2、C1-C4烷基、C1-C4鹵代烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4鹵代烷氧基、C1-C4烷基硫代、C1-C4烷基亞硫?；?，或當(dāng)M和Q處于相鄰的位置時，它們可與碳原子聯(lián)在一起成環(huán)，其中MQ代表下列結(jié)構(gòu)-OCH2O-，-OCF2O-或-CH＝CH-CH＝CH-；R1是C1-C4烷基或C1-C4鹵代烷基；R2，R3和R4各自代表氫、鹵素、NO2、CHO，或R3和R4可與碳原子聯(lián)在一起成環(huán)，其中R3R4代表結(jié)構(gòu)R5、R6、R7和R8各自是氫、鹵素、CN或NO2；以及Z是O或S；或是該化合物的互變異構(gòu)體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化合物，其中R是C1-C6烷基、COOR1或苯基，n是1或2，A是
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化合物，其中A是
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的化合物，其中R2是3位的氫，R3和R4各自是氫或鹵素，Z是S。
10.一種制備式I化合物的方法 其中n、R和A的定義如權(quán)利要求書所述，該方法包括啊至少1摩爾當(dāng)量的式III化合物和酸存在下，任意地有溶劑的存在， 使式II化合物環(huán)合制得所需的式I化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及2-芳基-5-(全氟代烷基)吡咯-3-腈的制備方法，包括使5-氨基-4-芳基-2-全氟代烷基-1，3-噁唑和適當(dāng)?shù)?，3-兩極化劑環(huán)合加成。芳基-吡咯-3-腈產(chǎn)物和它的衍生物是高效的殺昆蟲劑、殺螨劑和殺軟體動物劑。
文檔編號C07D207/335GK1133836SQ9511893
公開日1996年10月23日 申請日期1995年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月22日
發(fā)明者V·卡緬斯旺蘭 申請人:美國氰胺公司