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CN107074756A - 用于制备3‑((3,3,3‑三氟丙基)硫代)丙酸及其酯的低温自由基引发过程 - Google Patents

用于制备3‑((3,3,3‑三氟丙基)硫代)丙酸及其酯的低温自由基引发过程 Download PDF

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CN107074756A
CN107074756A CN201480082356.2A CN201480082356A CN107074756A CN 107074756 A CN107074756 A CN 107074756A CN 201480082356 A CN201480082356 A CN 201480082356A CN 107074756 A CN107074756 A CN 107074756A
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propionic acid
ester
free radical
low temperature
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CN201480082356.2A
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K·格雷
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Corteva Agriscience LLC
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Dow AgroSciences LLC
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Abstract

3‑((3,3,3‑三氟丙基)硫代)丙酸及其酯通过低温自由基过程来制备，所述低温自由基过程包含3‑巯基丙酸及其酯与3,3,3‑三氟丙烯进行自由基偶联。提高直链异构体相对于支链异构体的比率。

Description

用于制备3-((3,3,3-三氟丙基)硫代)丙酸及其酯的低温自由 基引发过程
有关申请的交叉引用
本申请要求了2014年8月7日提交的美国临时申请序列号62/034,452的权益，在此将其整个内容并入本申请中以作参考。
技术领域
本发明涉及制备3-((3,3,3-三氟丙基)硫代)丙酸及其酯的方法。更具体地，本发明涉及通过3-巯基丙酸及其酯与3,3,3-三氟丙烯进行自由基偶联，制备3-((3,3,3-三氟丙基)硫代)-丙酸及其酯的方法。
背景技术
3-((3,3,3-三氟丙基)硫代)丙酸和3-((3,3,3-三氟丙基)-硫代)丙酸甲酯用于制备农药硫醚和农药亚砜，例如N-(3-氯-1-(吡啶-3-基)-1H-吡唑-4-基)-N-乙基-3-((3,3,3-三氟丙基)硫代)-丙酰胺。
3-((3,3,3-三氟丙基)硫代)丙酸甲酯通常如下来制备：在高温在自由基引发剂例如α-偶氮二异丁腈(AIBN)存在下，将3-巯基丙酸甲酯自由基加成至3,3,3-三氟丙烯。需要的直链异构体与不需要的支链异构体的比率为约10:1。
需要更有选择性地制备支链异构体较少的3-((3,3,3-三氟丙基)硫代)-丙酸甲酯或3-((3,3,3-三氟丙基)硫代)丙酸。
发明内容
本发明涉及通过如下制备3-((3,3,3-三氟丙基)硫代)丙酸或其酯的方法：低温自由基引发的3-巯基丙酸或其酯与3,3,3-三氟丙烯的偶联。更具体地，本发明涉及制备3-((3,3,3-三氟丙基)硫代)丙酸或其酯(式I)的方法
其中R表示H或(C1-C4)烷基
所述方法包括在约-50℃至约40℃的温度在2,2'-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基)戊腈(V-70)引发剂存在下在惰性有机溶剂中，将3-巯基丙酸或其酯(式II)与3,3,3-三氟丙烯(式III)进行偶联
其中R如前述定义
具体实施方式
本申请使用的术语"烷基"表示支化或未支化的烃链。
本发明低温自由基引发的偶联更有选择性地制备3-((3,3,3-三氟丙基)硫代)丙酸或其酯。酸的直链异构体与支链异构体的比率从约10:1提高至约40:1或更大，酯的直链异构体与支链异构体的比率从约10:1提高至约20:1或更大。
虽然由于其低沸点而需要化学计量的3-巯基丙酸或其酯和3,3,3-三氟丙烯，但通常使用过量的3,3,3-三氟丙烯以补偿常规损失。
通常使用约1至约10mol％引发剂V-70，其中更优选约5mol％。
在惰性有机溶剂中进行低温自由基引发的偶联。通常的惰性有机溶剂必须保持液态至-50℃，必须保持对自由基条件相对惰性，必须在反应温度溶解反应物。优选的惰性有机溶剂为例如甲苯、乙酸乙酯和甲醇等的溶剂。
进行反应的温度为约0℃至约40℃。反应完全后，需要加热混合物至约50℃从而分解任何残余的V-70。
在通常反应中，向惰性有机溶剂中加入3-巯基丙酸或其酯和V-70。将溶液冷却至小于约-50℃，将3,3,3-三氟丙烯转移至反应混合物中。在室温搅拌24小时后，将反应混合物加热至约50℃持续约1小时从而分解任何残余的V-70引发剂，然后冷却和除去溶剂。
给出以下实施例以说明本发明。
实施例
使用苯辛酮作为内标物进行GC内标法测定来确定重量百分比纯度。直链/支链比基于直链产物和支链产物各自的GC面积百分比。GC法具体为：Agilent DB-5MS(122-5532)柱30m×0.25mm×0.25um；加热器：250℃；控制模式，流量：2mL/min；烘箱程序：50℃持续2min，然后以20℃/min升至280℃持续8min。
1.低温自由基引发合成3-((3,3,3-三氟丙基)硫代)-丙酸
100mL不锈钢帕尔反应器装有3-巯基丙酸(3.67g，34.6mmol)、甲苯(30.26g)和2,2'-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基)戊腈(V-70,0.543g，1.76mmol)，并且将反应器用干冰/丙酮浴冷却，用氮吹扫以及检查压力。经由转移量筒加入3,3,3-三氟丙烯(3.20g，33.3mmol)，允许反应温热至20℃。24小时后，将反应加热至50℃持续1小时从而分解任何残余的V-70引发剂。允许反应冷却至室温。将溶液通过旋转蒸发浓缩，得到标题化合物(6.80g，通过GC内标法测定为77.5wt％直链异构体，5.27g活性，76％，通过GC得知200:1直链:支链，通过氟核磁共振得知40:1直链:支链)：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ2.83(td,J＝7.1,0.9Hz,2H),2.76–2.64(m,4H),2.47–2.30(m,2H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ177.68,125.91(q,J＝277.1Hz),34.58(q,J＝28.8Hz),34.39,26.63,24.09(q,J＝3.3Hz)；19F NMR(376MHz,CDCl3)δ-66.49。
2.高温自由基引发剂合成3-((3,3,3-三氟丙基)硫代)-丙酸：
100mL不锈钢帕尔反应器装有偶氮二异丁腈(AIBN，0.231g，1.41mmol)、甲苯(45mL)、3-巯基丙酸(3.40g，32.0mmol)和作为内标物的苯辛酮(526.2mg)，用氮吹扫和检查压力。将反应器用干冰冷却，将3,3,3-三氟丙烯(3.10g，32.3mmol)浓缩到反应器中。移去冰浴，将反应器加热至60℃，搅拌27小时。反应的内收率通过使用苯辛酮内标物确定为80％(通过GC得知12.2:1直链:支链异构体)。释放压力，将粗制混合物从反应器中移去。将混合物通过旋转蒸发浓缩，加入氢氧化钠(10wt％，50mL)。将溶液用甲基叔丁基醚(50mL)洗涤，然后用盐酸(6N)酸化至pH～1。将产物用100mL甲基叔丁基醚萃取，经硫酸镁干燥，过滤，浓缩，得到粗制的油状物标题化合物(5.34g，通过GC得知11.9:1直链:支链异构体，通过GC得知88面积％纯度的直链异构体)：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ3.71(s,3H),2.82,(td,J＝7.3,0.7Hz,2H),2.75-2.68(m,2H),2.63(td,J＝7.2,0.6Hz,2H),2.47-2.31(m,2H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ172.04,125.93(q,J＝277.2Hz),51.86,34.68(q,J＝28.6Hz),34.39,27.06,24.11(q,J＝3.3Hz)；19F NMR(376MHz,CDCl3)δ-66.53。
3.低温自由基引发的合成3-((3,3,3-三氟丙基)-硫代)丙酸甲酯
100mL不锈钢帕尔反应器装有3-巯基丙酸甲酯(4.15g，34.5mmol)、甲苯(30.3g)和2,2'-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基)戊腈(V-70,0.531g，1.72mmol)，并且将反应器用干冰/丙酮浴冷却，用氮吹扫，以及检查压力。经由转移量筒加入3,3,3-三氟丙烯(3.40g，35.4mmol)，允许反应温热至20℃。23小时后，将反应加热至50℃持续1小时从而分解任何残余的V-70引发剂。允许反应冷却至室温。将溶液浓缩，得到标题化合物(7.01g，66％，通过GC内标法测定70.3wt％直链异构体，4.93g活性，66％，通过GC得知24:1直链:支链，通过氟核磁共振得知18:1直链:支链)：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ3.71(s,3H),2.82,(td,J＝7.3,0.7Hz,2H),2.75-2.68(m,2H),2.63(td,J＝7.2,0.6Hz,2H),2.47-2.31(m,2H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ172.04,125.93(q,J＝277.2Hz),51.86,34.68(q,J＝28.6Hz),34.39,27.06,24.11(q,J＝3.3Hz)；19F NMR(376MHz,CDCl3)δ-66.53。
4.高温自由基引发剂合成3-((3,3,3-三氟丙基)-硫代)丙酸甲酯
2L高压釜反应器装有甲苯(716.45g)、3-巯基-丙酸甲酯(187.78g，1562.6mmol)和α-偶氮二异丁腈(12.890g，78.500mmol)。将反应器封闭并且用氮加压(～100psig)三次，以吹扫系统中的空气。在12℃(冷水浴)经由转移量筒加入3,3,3-三氟丙烯(153.20g，1595.0mmol)。将反应加热至80℃，搅拌21小时。允许反应冷却至室温，并且从反应器中真空转移出。将粗制溶液通过旋转蒸发浓缩(浴：40℃，12mm Hg)，得到透明的黄色液体(371.95g，通过GC得知9.8:1直链:支链异构体，通过GC内标法测定确定为69wt％纯度的直链异构体，257.39g活性，76％罐收率)。

Claims (3)

1.制备3-((3,3,3-三氟丙基)硫代)丙酸或其酯(式I)的方法
其中R表示H或(C1-C4)烷基
所述方法包括在约0℃至约40℃的温度在2,2'-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基)戊腈(V-70)引发剂存在下在惰性有机溶剂中，将3-巯基丙酸或其酯(式II)与3,3,3-三氟丙烯(式III)进行偶联
其中R如前述定义
2.权利要求1的方法，其中R表示H或CH3。
3.权利要求1或2的方法，其中所述惰性有机溶剂为甲苯。
CN201480082356.2A 2014-08-07 2014-10-17 用于制备3‑((3,3,3‑三氟丙基)硫代)丙酸及其酯的低温自由基引发过程 Pending CN107074756A (zh)

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