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CN106103404B - 联苯化合物的制备及应用 - Google Patents

联苯化合物的制备及应用 Download PDF

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CN106103404B CN201480073055.3A CN201480073055A CN106103404B CN 106103404 B CN106103404 B CN 106103404B CN 201480073055 A CN201480073055 A CN 201480073055A CN 106103404 B CN106103404 B CN 106103404B
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Abstract

本发明公开了联苯化合物的制备及应用。以2‑硝基芳基乙烯及取代的1,3‑丁二烯为原料在60~160℃及0.2~4.0MPa下反应一步得到2‑氨基联苯化合物、2‑硝基联苯化合物或它们的混合物；反应得到的2‑硝基联苯化合物或其与2‑氨基联苯化合物的混合物可还原制备2‑氨基联苯化合物。以本发明方法制备的2‑氨基联苯化合物为原料，与酰氯反应可制到具有杀菌作用的酰胺化合物。与已报道的方法相比，本发明避免使用金属氧化物、贵金属催化剂及特殊硼试剂，以简单易得化合物为原料一步得到联苯化合物，工艺步骤少，后处理简单，利于工业化。

Description

联苯化合物的制备及应用
技术领域
本发明涉及有机物化合物的制备及应用方法，尤其涉及联苯化合物的制备及应用。
背景技术
联苯化合物，如啶酰菌胺【Boscalid】、氟唑菌酰胺【Fluxapyroxad】及联苯吡菌胺【Bixafen】等是重要的新型酰胺类杀菌剂。2-硝基联苯化合物、2-氨基联苯化合物等是制备这类新型酰胺类杀菌剂关键中间体。目前，联苯化合物的制备工艺深受广大农药研发者的关注。
WO2013132006公开了以卤代苯肼、取代苯胺为原料，以二氧化锰或高锰酸钾等金属氧化物为氧化剂，制备2-氨基联苯化合物的方法。该方法使用高毒性芳胺为主要原料，同时产生大量含锰固废。收率为32～62％。
WO2010094736公开了一种以混合有机金属试剂与溴苯胺偶联制备氨基联苯的方法。该方法是在氮气保护及无水条件下，首先制备3,4,5-三氟苯基溴化镁的四氢呋喃溶液；在25℃条件下，把3,4,5-三氟苯基溴化镁的四氢呋喃溶液滴入氯化锌甲苯溶液中；搅拌20分钟后，向反应体系中加入N-甲基吡咯烷酮；5分钟后，向反应体系中加入少量三叔丁基膦四氟硼酸盐和少量双(二亚苄基丙酮)钯，再加入2-溴苯胺，加毕，25℃搅拌5小时得到3,4,5-三氟-2’-氨基联苯，收率55％。该方法步骤繁琐，且使用了高毒性的2-溴苯胺及昂贵的有机贵金属催化剂双(二亚苄基丙酮)钯。
WO20060002421公开了一种Suzuki偶联反应制备联苯化合物的方法。该方法以卤代芳胺(或卤代硝基苯)、芳基硼酸为原料，采用醋酸钯或三苯基膦化钯等贵金属钯的化合物为催化剂，在氮气保护条件下以碳酸钾为碱，在DMF-水的混合介质中经过碳碳偶联反应得到2-氨基联苯化合物或2-硝基联苯化合物，2-硝基联苯化合物经过催化加氢还原硝基为氨基得到2-氨基联苯化合物。但该方法使用了昂贵的芳基硼酸及贵金属钯催化剂，导致工艺成本过高。
虽然经过上述方法均可以制备具有不同结构的联苯化合物，但是这些报道的方法均对原材料的结构有特殊要求，尤其是芳胺，不但毒性高而且都要求取代基连在氨基的邻位，造成原材料不足或者来源困难等问题。同时，上述工艺过程中使用金属氧化剂、有机金属、有机硼等特殊试剂，既增加了工艺成本及废物量，又需要特殊的装备及无水无氧等苛刻的反应条件。
WO2010102980公开了一种以1,3-丁二烯及2-硝基-芳基乙烯为原料制备联苯化合物的方法。该方法通过Diels-Alder反应合成中间体硝基芳基环己烯，再经卤代、碱存在条件下脱卤芳香化过程制备2-硝基联苯化合物。所得到的2-硝基联苯化合物再经还原才能得到2-氨基联苯化合物。该工艺虽然避免使用金属氧化剂、有机金属、有机硼等试剂，但该方法中需要至少三步反应才能制备成联苯化合物，而且必须通过使用液溴、N-氯代琥珀酰亚胺等试剂卤代及叔丁醇钾等碱作用下消除脱卤两步反应才能实现芳香化。这不仅增加了工艺路线的繁琐度，同时增加了工艺成本。
本发明公开联苯化合物制备及应用的简便新方法。该方法以2-硝基芳基乙烯(I)与有特殊氨基取代的1,3-丁二烯(II)为原料。本发明者惊奇地发现该反应在一定温度及有或没有催化剂存在的条件下，一步即可得到2-氨基联苯化合物(III)、2-硝基联苯化合物(IV)或两者的混合物。并且，可以通过调整反应条件控制产物组成，如温度低有利于2-硝基联苯化合物(IV)的产生，温度高有利于2-氨基联苯化合物(III)的生成。同时如需要，本发明所得2-氨基联苯化合物(III)与2-硝基联苯化合物(IV)的混合物不经分离即可通过常规还原方法得到单一的2-氨基联苯化合物(III)产品。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供联苯化合物的制备及应用。
通过以下技术方案实现：
将2-硝基芳基乙烯(I)与取代的1,3-丁二烯(II)混合，在有或没有催化剂的溶剂中，反应直接得到2-氨基联苯化合物(III)、2-硝基联苯化合物(IV)或两者混合物；
用反应式表示为：
其中：
R1选自氢，氰基，羟基，卤素，C1～C6烷基，C1～C6烷氧基，C1～C6烷硫基，芳基，R1可以是多取代且互相可以相同或不同；R2选自氢，氰基，卤素，C1～C6烷基，C1～C6烷氧基，C1～C6烷硫基，芳基；X选自C、O、S或R3-N；m、n相互独立选自0、1、2或3；p选自1、2、3、4或5；R3为氢、C1～C6烷基或C6～C12芳基。
所述的催化剂为Pd、Pt或Ni。所述的2-硝基芳基乙烯(I)与取代的1,3-丁二烯(II)的摩尔比为2:1～1:5。所述的溶剂为甲苯、二甲苯、氯苯、乙腈、二氯甲烷、水或其混合物，所用溶剂的质量为2-硝基芳基乙烯(I)质量的1～20倍。所述的反应在60～160℃及0.2～4.0MPa条件下进行。
联苯化合物的制备方法制备的联苯化合物的应用是用于制备2-氨基联苯化合物(III)或酰胺化合物(VI)。
2-氨基联苯化合物(III)的制备方法为：将2-硝基联苯化合物(IV)或2-硝基联苯化合物(IV)与2-氨基联苯化合物(III)的混合物混于有机溶剂中，经催化剂催化还原得到2-氨基联苯化合物(III)；
用反应式表示为：
其中：
R1选自氢，氰基，羟基，卤素，C1～C6烷基，C1～C6烷氧基，C1～C6烷硫基，芳基，R1可以是多取代且互相可以相同或不同；R2选自氢，氰基，卤素，C1～C6烷基，C1～C6烷氧基，C1～C6烷硫基，芳基；p选自1、2、3、4或5。
所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、氯苯、甲醇、乙醇、水或其混合物，溶剂的质量为原料质量的1～20倍，所述的催化剂为Pd、Pt或Ni。
酰胺化合物(VI)的制备方法为：
以2-氨基联苯化合物(III)与酰氯(V)反应得酰胺化合物(VI)；
用反应式表示为：
其中：
R1选自氢，氰基，羟基，卤素，C1～C6烷基，C1～C6烷氧基，C1～C6烷硫基，芳基，R1可以是多取代且互相可以相同或不同；R2选自氢，氰基，卤素，C1～C6烷基，C1～C6烷氧基，C1～C6烷硫基，芳基；R4为C1～C12烷基、芳基或杂环芳基；p选自1、2、3、4或5。
所述的酰胺化合物(VI)为2-氯-N-(联苯-2-基)烟酰胺、3-(二氟甲基)-1-甲基-N-(3',4',5'-三氟联苯-2-基)吡唑-4-甲酰胺或N-(3',4'-二氯-5-氟[1,1'-联苯]-2-基)-3-二氟甲基-1-甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺。
供了一种制备联苯化合物的简便新方法：以简单易得的原料为底物，一步得到芳构化的联苯化合物，尤其是可以一步得到芳构化的氨基联苯化合物。该方法不需特殊的偶联试剂，也不需要繁琐的芳构化过程，反应后处理简单。同时,由本发明方法得到的氨基联苯化合物可进一步与酰氯化合物偶联制备酰胺化合物。整个工艺步骤少，条件温和，有利于工业化生产。
具体实施方式
联苯类化合物的制备及应用的具体实施方式如下：
联苯化合物的制备方法是将2-硝基芳基乙烯(I)与取代的1,3-丁二烯(II)混合，在有或没有催化剂的溶剂中，反应直接得到2-氨基联苯化合物(III)、2-硝基联苯化合物(IV)或两者混合物；
用反应式表示为：
其中：
R1选自氢，氰基，羟基，卤素，C1～C6烷基，C1～C6烷氧基，C1～C6烷硫基，芳基，R1可以是多取代且互相可以相同或不同；R2选自氢，氰基，卤素，C1～C6烷基，C1～C6烷氧基，C1～C6烷硫基，芳基；X选自C、O、S或R3-N；m、n相互独立选自0、1、2或3；p选自1、2、3、4或5；R3为氢、C1～C6烷基或C6～C12芳基。
所述的催化剂为Pd、Pt或Ni。所述的2-硝基芳基乙烯(I)与取代的1,3-丁二烯(II)的摩尔比为2:1～1:5。所述的溶剂为甲苯、二甲苯、氯苯、乙腈、二氯甲烷、水或其混合物，所用溶剂的质量为2-硝基芳基乙烯(I)质量的1～20倍。所述的反应在60～160℃及0.2～4.0MPa条件下进行。
联苯化合物的制备方法制备的联苯化合物的应用是用于制备2-氨基联苯化合物(III)或酰胺化合物(VI)。
2-氨基联苯化合物(III)的制备方法为：将2-硝基联苯化合物(IV)或2-硝基联苯化合物(IV)与2-氨基联苯化合物(III)的混合物混于有机溶剂中，经催化剂催化还原得到2-氨基联苯化合物(III)；
用反应式表示为：
其中：
R1选自氢，氰基，羟基，卤素，C1～C6烷基，C1～C6烷氧基，C1～C6烷硫基，芳基，R1可以是多取代且互相可以相同或不同；R2选自氢，氰基，卤素，C1～C6烷基，C1～C6烷氧基，C1～C6烷硫基，芳基；p选自1、2、3、4或5。
所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、氯苯、甲醇、乙醇、水或其混合物，溶剂的质量为原料质量的1～20倍，所述的催化剂为Pd、Pt或Ni。
酰胺化合物(VI)的制备方法为：
以2-氨基联苯化合物(III)与酰氯(V)反应得酰胺化合物(VI)；
用反应式表示为：
其中：
R1选自氢，氰基，羟基，卤素，C1～C6烷基，C1～C6烷氧基，C1～C6烷硫基，芳基，R1可以是多取代且互相可以相同或不同；R2选自氢，氰基，卤素，C1～C6烷基，C1～C6烷氧基，C1～C6烷硫基，芳基；R4为C1～C12烷基、芳基或杂环芳基；p选自1、2、3、4或5。
所述的酰胺化合物(VI)为2-氯-N-(联苯-2-基)烟酰胺、3-(二氟甲基)-1-甲基-N-(3',4',5'-三氟联苯-2-基)吡唑-4-甲酰胺或N-(3',4'-二氯-5-氟[1,1'-联苯]-2-基)-3-二氟甲基-1-甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺。
下面的实施例进一步举例说明了本发明的一些特征，但本发明所申请保护的内容和范围并不受下述实施例的限制。
实施例1：
向100mL反应釜中加入10.5g 1-(丁-1,3-二烯基)吡咯烷、3.07g 1-(4-氯-苯基)-2-硝基乙烯、50.0mL甲苯及0.2g Pd/C，密闭，升温至140℃，搅拌2小时。降温，脱溶、纯化得到1.65g 4'-氯-2-氨基联苯。所得4'-氯-2-氨基联苯类化合物的核磁波谱共振数据如：1HNMR(500MHz，CDCl3)：δ7.39～7.42(m,4H)，7.16～7.19(td,1H)，7.87～7.89(dd,1H)，7.09～7.10(dd,1H)，6.83～6.86(t,1H)，6.78(d,1H)，3.94(br.,2H)。
实施例2：
向250mL反应釜中加入1.5g 1-(丁-1,3-二烯基)吡咯烷、4.7g 1-(4-氯-苯基)-2-硝基乙烯、150.0mL二甲苯，密闭，升温至160℃，搅拌4小时。降温，脱溶、纯化得到1.21g 4'-氯-2-氨基联苯。
实施例3：
向100mL反应釜中加入4.1g 1-(丁-1,3-二烯基)吡咯烷、3.07g 1-(4-氯-苯基)-2-硝基乙烯、50.0mL二氯甲烷，升温至80℃，搅拌4小时。降温，脱溶、纯化得到2.1g 4'-氯-2-硝基联苯。所得4'-氯-2-硝基联苯类化合物的核磁波谱共振数据如：1HNMR(500MHz，CDCl3)：δ7.87～7.89(dd,1H)，7.61～7.64(td,1H)，7.49～7.52(td,1H)，7.40～7.42(m,3H)，7.24～7.26(q,2H)。
实施例4：
向500mL反应釜中加入22.5g 1-(丁-1,3-二烯基)吗啉、17.0g 1-(4-氯-苯基)-2-硝基乙烯、200mL乙腈，升温至110℃，搅拌6小时。降温，脱溶、纯化得到17.4g 4'-氯-2-氨基联苯与4'-氯-2-硝基联苯混合物。
实施例5：
把13g 4'-氯-2-氨基联苯与4'-氯-2-硝基联苯混合物与60mL甲醇混合物及1.6gPt/C混合，通入0.2MPa的氢气，搅拌至反应完全，脱溶，纯化得到10.2g 4'-氯-2-氨基联苯。
实施例6：
向500mL反应釜中加入24.5g 1-(丁-1,3-二烯基)哌啶、19.0g 1-(4-氯-苯基)-2-硝基乙烯、200mL甲苯，升温至120℃，搅拌4小时。降至室温，加入1.4g Raney-Ni并通入0.2MPa的氢气，搅拌至反应完全，脱溶，纯化得到14.2g 4'-氯-2-氨基联苯。
实施例7：
把经上述步骤得到的24.0g 4'-氯-2-氨基联苯与50mL氯仿混溶，18.0g三乙胺，25℃条件下加入21.7g 2-氯烟酸酰氯，搅拌至反应完全。向反应体系中加入50mL水，分层，有机层经脱溶，纯化得到34.4g啶酰菌胺。所得啶酰菌胺化合物的核磁波谱共振数据如：1HNMR(500MHz，CDCl3)：δ8.40～8.45(m,2H)，8.13～8.15(dd,2H)，7.43～7.45(t,2H)，7.33～7.37(m,3H)，7.27(d,2H)。
实施例8：
向150mL反应釜中加入24.5g 1-(丁-1,3-二烯基)哌啶、21.7g 1-(4-氯-苯基)-2-氯-2-硝基乙烯、50mL氯苯，升温至140℃，搅拌2小时，降至室温，搅拌条件下加入8g三乙胺和12.7g 2-氯烟酸酰氯，搅拌至4'-氯-2-氨基联苯完全消失，向反应体系中加入50mL水，分层，有机层经5％碳酸钠水溶液洗两次，脱溶，纯化得到12.2g啶酰菌胺。

Claims (5)

1.联苯化合物的制备方法，其特征在于，
将2-硝基芳基乙烯(I)与取代的1,3-丁二烯(II)混合，在有或没有催化剂的溶剂中，反应直接得到2-氨基联苯化合物(III)、2-硝基联苯化合物(IV)或两者混合物；
用反应式表示为：
其中：
R1选自氢，氰基，羟基，卤素，C1～C6烷基，C1～C6烷氧基，C1～C6烷硫基，芳基；R2选自氢，氰基，卤素，C1～C6烷基，C1～C6烷氧基，C1～C6烷硫基，芳基；X选自C、O、S或R3-N；m、n相互独立选自1、2或3；p选自1、2、3、4或5；R3为氢、C1～C6烷基或C6～C12芳基。
2.如权利要求1所述的联苯化合物的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为Pd、Pt或Ni。
3.如权利要求1所述的联苯化合物的制备方法，其特征在于，所述的2-硝基芳基乙烯(I)与取代的1,3-丁二烯(II)的摩尔比为2:1～1:5。
4.如权利要求1所述的联苯化合物的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为甲苯、二甲苯、氯苯、乙腈、二氯甲烷、水或其混合物，所用溶剂的质量为2-硝基芳基乙烯(I)质量的1～20倍。
5.如权利要求1所述的联苯化合物的制备方法，其特征在于，所述的反应在60～160℃及0.2～4.0MPa条件下进行。
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