制备链烯基取代二肟醚衍生物的方法 本发明涉及一种制备符合式I的链烯基取代二肟醚衍生物的方法,
式中:
R1是未取代的C1-C4烷基或C2-C4链烯基,C2-C4炔基或苯基取代的甲基;
R2,R4彼此独立地是氢或甲基;
R3,R5彼此独立地是氢或C1-C4烷基,三氟甲基或苯基;以及
X是-C(=CHCH3)-COOCH3,
-C(=CHOCH3)-COOCH3,
-C(=NOCH3)-COOCH3,
-C(=NOCH3)-CONHCH3或
-N(OCH3)-COOCH3。
在文献中式I的链烯基取代二肟醚衍生物被描述为令人感兴趣的农作物保护剂[参考WO-A 95/21153,WO-A 95/21154,WO-A 96/16030及WO-A 97/03057]。
如果具体应用这些出版物中描述的制备过程合成式I的链烯基取代二肟醚衍生物,就会遇到下列困难:
方案1所示的合成路线中侧链的成分A和含药效团的成分B是分别组建的,并在最后才合并在一起,由于成分A的可得性差,该合成路线是不成功的。例如,在方案A所示的路线中,A是不能得到的,因为反应前体具有强烈的闭环倾向(参考Tetrahedron Let.(1981)2557)。
方案1
A B WO-A 95/21153
WO-A 95/21154
WO-A 97/03057
WO-A 96/16030方案A
此外,从结构单元B开始连续地组建起侧链是可行地,但是这样做不利的是不得不连续采取大量的合成步骤。用这样的方法预期的总产率只能是中度的,而且过程非常冗长。
本发明的目的是提供一种经济的方法,该方法从容易获得的起始原料以高产率给出式I的链烯基取代二肟醚衍生物。
我们发现用开头提到的方法实现了这一目的,该方法包含使用碱和/或异构化催化剂重排式II的链烯基烷基衍生物,
式中取代基R1到R5和X如上所定义。
如方案2所示,可以从式IV的二肟单醚和式III的苄基衍生物以有利的方式获得式II的化合物。
方案2:
已经发现方案3所示的合成策略对具有肟醚酰胺药效团的化合物I特别是有利的。
方案3
通过用化合物IIIa使化合物IV烷基化,得到肟醚酯IIa,肟醚酯IIa可以转变成相应的酰胺IIb。在最后一步中,双键异构化,给出式I的肟醚酰胺。
以下将更详细地说明依照本发明的方法。
异构化可以在碱和/或异构化催化剂的存在下进行。
合适的碱是金属氢化物,诸如,例如氢化钠等,或者特别是碱金属醇盐,诸如,例如叔丁醇钾并优选甲醇钠或甲醇钾。
通常,基于起始原料II,碱以1到4,优选1到2的摩尔比使用。
除了碱以外或者替代碱,也可以使用异构化催化剂。
适合的异构化催化剂尤其是金属钯,或钯盐,例如氯化钯(II)或醋酸钯(II)。
异构化催化剂通常的使用浓度为0.1到5mol%。
适合的溶剂是例如,脂族或芳族烃,诸如甲苯,二甲苯,庚烷;脂族或环醚,诸如1,2-二甲氧基乙烷,四氢呋喃,二噁烷;或者,特别是极性非质子溶剂,诸如乙腈,二甲亚砜,环丁砜,二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺。
反应温度通常为20到120℃,并优选20-40℃。在钯催化反应的情况下,使用较高的温度为20到160℃,并优选80到140℃。
异构化反应的起始原料是式II的化合物,如方案2a所示,制备这些化合物优选通过路线A)从式IV的二肟单醚和式III的苄基衍生物开始,或者通过路线B)从式V的肟醚和式VI的羟胺开始。
方案2a:
反应A)是亲核取代反应,可以在常规反应条件下进行。苄基化合物III应认为是X如权利要求1所定义,L1是离去基团,诸如卤素,酸基,烷基磺酸基或芳基磺酸基且特别是氯或溴的化合物。式IV的二肟单醚的取代基R1到R5如权利要求1所定义。
在惰性溶剂,诸如醚,例如四氢呋喃或二噁烷,或者在极性非质子溶剂,例如丙酮,乙腈,二甲亚砜,环丁砜,二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中有利于反应进行。
使用的碱通常是碳酸钠或碳酸钾,氢化钠,甲醇钠或叔胺。
反应温度通常为-20到80℃。
在合适的相转移催化剂的帮助下,反应也可以在两相体系(例如二氯甲烷/水)中进行。
反应混合物的后处理可以通过,例如萃取来进行。
在EP-A 348766,EP-A 363818和EP-A624155中公开了式III的苄基化合物。
制备起始原料IV和V的有利的路线如方案4所示。
步骤a):
步骤a)的进行类似于US 4,707,484中描述的过程。
适合用作溶剂的是醇,诸如,例如甲醇,特别是水。在某些情形下,加入增溶剂可能是有益的,诸如,例如表面活性剂或乙二醇。
合适的碱特别是氢氧化钠和氢氧化钾,基于乙酰乙酸酯B,通常碱使用量为等摩尔量或过量最多10mol。
应理解亚硝酸盐是指,例如,碱金属亚硝酸盐,特别是亚硝酸钠,基于乙酰乙酸酯B,亚硝酸盐的通常使用量为等摩尔量或过量最多30mol%。
通常,反应温度不应该超过40℃,因为否则的话可能发生不希望的副反应。因此在水中,反应优选在-20到40℃下进行,特别是在0到15℃下进行。
在10到48小时后,反应混合物通常变为澄清。然后用酸,诸如,例如,盐酸或硫酸调节pH为0到5,优选1到3。
用常规方法进行后处理,例如萃取。为了纯化,例如,可以用碱将肟转变为相应的盐并用酸再沉淀。
反应中所用的乙酰乙酸酯B可以按照Tetrahedron(1985)4633(参见方案5)的描述制备。
方案5:
符合式A(其中R2到R5如权利要求1所定义且L1是卤素,酸基,烷基磺酸基或芳基磺酸基)的链烯基烷基化合物是已知的,或者它们可以按照文献中给出的方法合成(Z.Org.Khim.(1997)486;Bull.Chem.Soc.Jpn.(1980)2586;J.Am.Chem.Soc.(1984)2211;J.Am.Chem.Soc.(1960)1886;DE-A 19 556 66;DE-A 33 173 56;EP-A271212;Tetrahedron Let.(1986)6027;Tetrahedron Let.(1994)1371和2679;J.Fluorine Chem.(1997)67;Helv.Chim.Acta(1951)1514;Organomet.Chem.(1985)395)。
步骤b):
烷基化反应通常在惰性有机溶剂的存在下进行。适合的溶剂具体是,脂族或芳族烃,诸如,例如甲苯,二甲苯,庚烷或环己烷;脂族或环醚,诸如,例如1,2-二甲氧基乙烷,四氢呋喃或二噁烷。优选使用极性非质子溶剂:酮,诸如,例如丙酮,腈,诸如,例如乙腈,酰胺,诸如,例如二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮,或脲,诸如四甲基脲。
所用的烷基化试剂通常是卤化物,优选氯化物或溴化物;硫酸酯,优选硫酸二甲酯;磺酸酯,优选甲磺酸酯或甲苯磺酸酯。
优选碱或烷基化试剂的量为化合物V的等摩尔量的一倍到两倍。
反应的进行通常在无机碱的存在下,诸如氢氧化钠或氢氧化钾,碳酸钠或碳酸钾,碳酸氢钠或碳酸氢钾,或是在碱金属醇盐的存在下,诸如甲醇钠或叔丁醇钾。
反应温度通常介于0℃和50℃之间,优选0℃和40℃之间,特别是在室温。
可以利用,例如萃取进行后处理。
为了除去剩余量的烷基化试剂,譬如用氨溶液洗涤反应批料可能是有益的。
步骤c):
羟胺以酸加成盐的形式或游离碱形式使用,有可能通过加入强碱从盐中释放出后者。
优选使用羟胺的酸加成盐。所有常见的酸都适合用于制备酸加成盐。以下仅仅提到一些酸当作例子:羧酸,诸如乙酸或丙酸,二羧酸,诸如乙二酸或丁二酸等,无机酸,诸如磷酸或碳酸,特别是盐酸或硫酸。
如果使用羟胺的酸加成盐,加入碱以结合反应释放出的酸通常是有益的。发现,在许多情况下,pH3到7特别是4到6对肟化是有益的。在这些pH范围之外可能发生副反应如闭环反应。
通常,加入1到2.5摩尔当量的碱。适合的碱尤其是吡啶,三烷基胺,氢氧化钠,乙酸钠和甲醇钠。如果使用乙酸钠,通常加入冰醋酸。
相反,当然也有可能以游离碱形式使用羟胺,并使用上面提到的酸中的一种调整到上面提到的pH值范围。
适用的溶剂是,例如前面步骤中所描述的溶剂。此外,羧酸,诸如乙酸,或水/吡啶混合物也是适合的。特别合适的是醇,诸如甲醇,乙醇,正丙醇或异丙醇,以及它们与水和/或吡啶的混合物。
反应温度通常是-20到50℃,优选0到40℃并且特别是20到25℃。
反应混合物的后处理优选采用萃取进行,如前面步骤所描述的那样。为了彻底地除去碱,先用稀酸水溶液然后用水洗涤粗产品可能有好处。
在方案2a中所示的路线B)的进行可以类似于J.Chem.Soc.,Chem.Commun.1986,903中描述的过程。肟醚V的制备已在前面描述。式VI的羟胺公开于EP-A 244786。
制备实例
制备中间体IV和V
实施例1
制备5-甲基己-5-烯-2,3-二酮3-肟
在10℃,将溶有200g 2-乙酰基-4-甲基戊-4-烯酸甲酯(制备:参见Tetrahedron(1985)4633)的2000ml 10%强度的氢氧化钾水溶液与85g亚硝酸钠混合,然后在23℃搅拌混合物18个小时。随后在冰冷却下逐滴加入1000ml 10%强度的硫酸,使内部温度保持在10℃以下。然后在10℃搅拌混合物直到停止放出CO2。为了后处理,用甲基叔丁基醚萃取混合物,合并的有机相用3N氢氧化钠水溶液萃取,并用20%强度的硫酸调节碱性相至pH1。然后用二氯甲烷萃取它们,萃取液用硫酸钠干燥且减压除去溶剂。这样得到142g黄色油状标题化合物,该油状物静置即结晶。
1H NMR(CDCl3,ppm):δ=4.8(1H);4.6(1H);3.3(2H);2.4(3H);1.8(3H)
制备单肟醚V
实施例2
制备5-甲基己-5-烯-2,3-二酮3-(O-甲基肟)
141g从实施例1得到的5-甲基己-5-烯-2,3-二酮3-肟溶解于750ml丙酮中,然后与165.5g碳酸钾混合。然后逐滴加入145g硫酸二甲酯溶于100ml丙酮形成的溶液,并在23℃搅拌混合物4小时。随后减压除去溶剂,残余物溶于甲基叔丁基醚/水,并反复用甲基叔丁基醚萃取水相。合并的有机相用15%强度的氨溶液和水洗涤并用硫酸钠干燥,减压除去溶剂。这样得到141g黄色油状标题化合物。
1H NMR(CDCl3,ppm):δ=4.77(1H);4.57(1H);4.0(3H);3.2(2H)
实施例3
制备5-甲基己-5-烯-2,3-二酮3-(O-乙基肟)
285.7g从实施例1得到的5-甲基己-5-烯-2,3-二酮3-肟溶解于750ml丙酮中,并与335.8g碳酸钾混合。然后逐滴加入溶于300ml丙酮中的362g硫酸二乙酯,并在23℃搅拌混合物2小时。随后减压除去溶剂,残余物用甲基叔丁基醚/水溶解并反复用甲基叔丁基醚萃取水相。合并的有机相用15%强度的氨溶液和水洗涤并用硫酸钠干燥,减压除去溶剂。这样得到355.4g黄色油状标题化合物。
1H NMR(CDCl3,ppm):δ=4.8(1H);4.6(1H);4.3(2H);3.2(2H);2.4(3H);1.7(3H);1.3(3H)
制备二肟单醚IV
实施例4
制备5-甲基己-5-烯-2,3-二酮3-(O-甲基肟)2-肟
将283.4g 5-甲基己-5-烯-2,3-二酮3-(O-甲基肟)溶于800ml甲醇的溶液逐滴加入到140.6g氯化羟铵溶于400ml水和216.7g吡啶所形成的溶液中,混合物在23℃搅拌3个小时。然后减压除去溶剂并将残余物倒入冰水中。随后用20%强度的硫酸调节pH至1,并抽滤沉淀的产物,用甲基叔丁基醚溶解并用水洗涤。然后用硫酸钠干燥有机相并减压除去溶剂。这样得到266g无色固态的标题化合物。
1H NMR(CDCl3,ppm):δ=9.3(1H);4.8(1H);4.6(1H);4.0(3H);3.3(2H)
实施例5
制备5-甲基己-5-烯-2,3-二酮3-(O-乙基肟)-2-肟
按照实施例4的方法,211.3g氯化羟铵溶于400ml水和240g吡啶的溶液与342.4g 5-甲基己-5-烯-2,3-二酮3-(O-乙基肟)溶于800ml甲醇的溶液反应。这样得到305g淡黄色固态的标题化合物。
1H NMR(CDCl3,ppm):δ=9.4(1H);4.8(1H);4.6(1H);4.2(2H);3.3(2H);2.1(3H);1.8(3H);1.3(3H)
式II的化合物
实施例6
制备2-甲氧亚氨基-2-[2-(2-甲氧亚氨基-1,4-二甲基亚戊-4-烯基氨氧甲基)苯基]-N-甲基乙酰胺
将141g 30%强度的甲醇钠的甲醇溶液加入到133.2g 5-甲基己-5-烯-2,3-二酮3-(O-甲基肟)2-肟(实施例4)溶于150mlDMF形成的溶液中,混合物在23℃搅拌30分钟。随后逐滴加入246g(2-溴甲基苯基)甲氧基亚氨基乙酸甲酯(制备:参看EP-A 254426)溶于400ml DMF的溶液(温度上升至最高50℃),并在23℃搅拌混合物1小时。然后逐滴加入607g40%强度的甲胺水溶液并在23℃搅拌反应液1小时,随后倒入冰水/正戊烷中。接着搅拌混合物1小时,产品进行抽滤,用水和少量正戊烷洗涤,并减压干燥。产量:216g标题化合物。
1H NMR(CDCl3,ppm):δ=6.7(1H);5.05(2H);4.7(1H);4.5(1H);4.0(3H);3.95(3H);3.3(2H)
实施例7
制备3-甲氧基-2-[2-(2-甲氧亚氨基-1,4-二甲基亚戊-4-烯基氨氧甲基)-苯基]丙烯酸甲酯
将112.2g 30%强度的甲醇钠的甲醇溶液加入到11.5g从实施例4中得到的5-甲基己-5-烯-2,3-二酮3-(O-甲基肟)2-肟在55ml DMF中的溶液中,混合物在23℃搅拌30分钟。随后逐滴加入21.3g 2-(2-溴甲基苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯(制备:参看EP-A 178826)溶于400ml DMF的溶液(温度上升至最高35℃),反应液在23℃搅拌1小时,随后倒入冰水/正戊烷中。接着搅拌混合物1小时,产品进行抽滤,用水和少量正戊烷洗涤,并减压干燥。产量:16.7g标题化合物为淡黄色固体。
1H NMR(CDCl3,ppm):δ=5.1(2H);4.7(1H);4.5(1H);3.9(3H);3.8(3H);3.7(3H);3.3(2H)
实施例8
制备2-[2-(2-乙氧亚氨基-1,4-二甲基亚戊-4-烯基氨氧甲基)苯基]-2-甲氧亚氨基-N-甲基乙酰胺
97.8g 30%强度的甲醇钠的甲醇溶液,加入到100g从实施例5得到的5-甲基己-5-烯-2,3-二酮3-(O-乙基肟)2-肟溶于150mlDMF形成的溶液中,混合物在23℃搅拌30分钟。随后逐滴加入171g(2-溴甲基苯基)甲氧基亚氨基乙酸甲酯(制备:参看EP-A 254426)溶于400ml DMF的溶液(温度上升至最高50℃),并在23℃搅拌混合物1小时然后逐滴加入421g 40%强度的甲胺水溶液并在23℃搅拌反应液1小时,随后倒入冰水/正戊烷中。接着搅拌混合物1小时,产品进行抽滤,用水和少量正戊烷洗涤,并减压干燥。产量:196g标题化合物。
1H NMR(CDCl3,ppm):δ=1.25(3H);1.7(3H);2.0(3H);2.85(3H);3.3(2H);4.0(3H);4.2(2H)
式I的化合物(异构化步骤)
实施例9
制备2-甲氧亚氨基-2-[2-(2-甲氧亚氨基-1,4-二甲基亚戊-3-烯基氨氧甲基)苯基]-N-甲基乙酰胺
34.7g甲醇钠固体置于250ml DMF中并在23℃搅拌该混合物3小时,然后逐滴加入120g从实施例6得到的酰胺溶于250ml DMF的溶液(温度上升至最高30℃)。接着混合物在23℃搅拌12小时,然后与实施例6一样进行后处理。这样得到108g无色固体的标题化合物,根据NMR,GC和HPLC分析,该固体中含有大约10%的起始原料(实施例6)。
1H NMR(CDCl3,ppm);δ=6.7(1H);5.7(1H);5.0(2H);3.9(3H);2.9(3H)
实施例10
制备3-甲氧基-2-[2-(2-甲氧亚氨基-1,4-二甲基亚戊-3-烯基氨氧甲基)苯基]丙烯酸甲酯
将4.9g甲醇钠固体加入到16.7g从实施例7得到的3-甲氧基-2-[2-(2-甲氧亚氨基-1,4-二甲基亚戊-4-烯基氨氧甲基)苯基]丙烯酸甲酯中,然后在23℃搅拌混合物1小时。类似于实施例6进行后处理。用环己烷/甲基叔丁基醚(9∶1)在硅胶柱上进行色谱纯化,得到7.1g无色固态的标题化合物。
IR(cm-1):1697,1624,1256,1100,860,771
M.p.:48-52℃
实施例11
制备2-[2-(2-乙氧亚氨基-1,4-二甲基亚戊-3-烯基氨氧甲基)苯基]-2-甲氧亚氨基-N-甲基乙酰胺
48.4g甲醇钠固体置于400ml DMF中并在23℃搅拌该混合物3小时,然后逐滴加入174g从实施例8得到的酰胺溶于250ml DMF的溶液。接着混合物在23℃搅拌18个小时,然后与实施例6类似进行后处理。这样得到154g无色固态标题化合物,根据NMR,GC和HPLC分析,该固体含大约12%的起始原料(实施例8)。
1H NMR(CDCl3,ppm):δ=6.7(1H);5.7(1H);5.1(2H);4.2(2H);3.95(3H)