苯甲酰基衍生物及其合成 【发明领域】
本发明涉及新的苯甲酰基衍生物及其制备方法。这些化合物用于制备农业化学品和药品，特别是用作芳基卤代烷基吡唑和芳基烷磺酰基吡唑类活性除草剂的中间体。
【发明背景】
近年来已发现一类活性除草剂是取代的苯基吡唑，其苯基和吡唑部分各含有各种取代基。
制备这些苯基吡唑的方法通常包括在苯基和/或吡唑部分上取代的一个或多个基团的化学转化，例如通过卤化、酯化等。由取代的苯乙酮与各种化合物相互反应制备所述化合物也是已知的，其中包括通过中间体苯基二酮的环化引入期望的取代基到吡唑基5-位的各种酯。例如，已将各种卤代和/或烷基取代的苯乙酮与(卤)乙酸酯反应，产生相应的苯基二酮，它与肼环化得到吡唑环5-位具有(卤)烷基取代的苯基吡唑。
现已发现某些3-取代的芳基-5-取代的吡唑在许多重要的农作物中以非常低的应用率能特别有用地广谱控制各种杂草。该芳基一般是用卤素、烷基、烷氧基和酯基取代的苯基，所述取代基通常也取代在吡唑环上。在这类化合物中，特别有效的是2-氯-5-(4-卤代-1-甲基-5-(三氟甲基)-1H-唑唑-3-基)-4-氟苯甲酸的酯类。这些具体的化合物很容易由2-氟-5-烷基苯乙酮及其衍生物制得。然而，文献上并没有提供制备这些中间体或能提供所述期望的吡唑基苯甲酸酯的相关化合物的方法。因此，有必要在本领域内发现新的中间体和制备这些取代的芳基吡唑化合物的有效方法。
本发明描述了用于生产这类新除草剂化合物的中间体。发明概要
本发明涉及一组式I的苯甲酰基衍生物及其合成方法：其中X1和X2是氢或卤原子；R1是用卤素或具有多至6个碳原子的烷氧基或烷氧基烷基任意取代地 C1-6烷基；R2是C1-6烷基、C1-6卤代烷基、H或-CH2COR3，其中R3是C1-6卤代 烷基。
本发明中，优选的苯甲酰基化合物是下述的式I化合物，其中：
X1是氟；
X2是Cl或Br；
R1是甲基；
R2是H、卤素、甲基或-CH2COR3，其中R3是CF3、CF2Cl、CF2H或C2F5。
最优选的化合物是下述的式I化合物，其中：X1是氟，X2是氯，R1是甲基和R2是-CH2COCF3。
如本领域专业人员显而易见：在式I中，当R2是氢时，得到的化合物(下面式IA)是取代的苯甲醛；当R2是甲基(下面式IB)时，该化合物是取代的苯乙酮；和当R2是-CH2COR3时，得到的化合物是取代的苯基二酮(下面式IC)。所有的这些化合物具有取代的苯甲酰基作为共同的结构特征，因此，为了简单化和方便起见，所有这些化合物本文都将总称为苯甲酰基衍生物。
据申请人所知，本文中所有这些取代的苯甲酰基衍生物是新化合物。发明的详细描述
由本领域已知的式II的2-取代的-4-氟苯甲醚，按下列反应式，可制备式I化合物，其中R1是甲基，X1是氟，X2是H或卤素，和R2是H(式IA)或甲基(式IB)。
通常，在酸催化剂存在下，在-100℃至100℃，优选-78℃至50℃的温度下，用1，1-二卤代烷基烷基醚使式II的2，4-二卤代苯甲醚烷基化，制得式IA的2，4-二卤代-5-烷氧基苯甲醛。烷基化试剂例如1，1-二氯甲基甲醚是优选的，且可用1摩尔当量或过量使用。酸催化剂可以是路易斯(Lewis)酸，如TiCl4、SnCl4、FeCl3或布朗斯台德(Bronstead)酸如H2SO4。催化剂的使用量可以在小于0.1摩尔％至大于100摩尔％范围内，相对于2，4-二卤代苯甲醚。此反应可使用任何惰性溶剂，只要该溶剂不阻碍反应进行或反应能够干净地进行即可。优选的溶剂包括(但不限于)：二氯甲烷、二氯乙烷、硝基苯或烃类。通过用水处理反应混合物分离产物和通过标准方法分离产物。通过用矿酸如浓H2SO4或HCl处理粗产物使任何偕二氯化物转化成醛，能有效地改善所期望产物的收率。然后用常用方法进行分离。
苯乙酮和其中R2是低级烷基的烷基芳基酮类可由上述制得的苯甲醛通过已知的反应处理而制备。苯甲醛用有机金属试剂如烷基锂或烷基格利雅试剂处理，得到中间体苄基醇。对于苯乙酮类的制备优选甲基锂和甲基格利雅试剂。反应在任何适宜的无水溶剂如THF、乙醚或甲苯中进行。该苄基醇用适宜的氧化剂氧化，得期望的式I的芳基烷基酮。优选的氧化剂包括，但不限于：氧化铬、硫酸中的氧化铬、高锰酸钾、重铬酸钾等。反应温度为-78℃至所用惰性溶剂的沸点温度，优选0-100℃。反应时间为几分钟至几周，取决于所用试剂的量、反应温度等。
由式IB化合物，通过与其中Z是C1-6烷氧基或C6-8芳氧基或卤原子的R3COZ反应，或通过与酸酐(R3CO)2O反应，可制备式IC化合物，其中R3是C1-6卤代烷基。
于是，在碱存在下，用酯、酸酐或酰卤处理2-氟-4-(H或卤素)-5-烷基苯乙酮，可制备式IC的二酮。可用任何适宜的溶剂或溶剂混合物，优选的溶剂是无水醚、醇类、二甲基亚砜、甲苯、苯等等。在碱例如烷氧基碱金属、氨基碱金属或氢化碱金属存在下进行反应，优选使用烷氧基碱金属，如甲醇钠。反应温度为-100℃至200℃，优选-78℃至所用溶剂的回流温度。反应时间为几分钟至几周，取决于所用试剂的量和反应温度等。
式IC化合物应包括所有可能的互变异构体(如烯醇式)和所有可能的盐，其中阳离子是碱金属或其它适宜的有机或无机阳离子类。
通过下述反应，可将式IC化合物转变成用作合成除草剂的吡唑基苯甲酰基酯。
在上式中，R1、R3、X1和X2同前面式I中的定义，X3是卤素和R是烷基或取代的烷基。
下述的实施例1-9描述制备本发明代表性化合物的具体实施方案。
实施例1
4-氯-2-氟-5-甲氧基苯甲醛的制备
向装有机械搅拌器和气体洗涤器并通氮气的3升园底烧瓶中加入114g四氯化钛(IV)，接着加入48g2-氯-4-氟苯甲醚。搅拌的混合物于冰水浴中冷却，并滴入68.4gα，α-2-二氯甲基甲基醚。搅拌90分钟后，得到的浆状物用200ml二氯甲烷处理，让反应达到室温，另用500ml二氯甲烷处理混合物，滴加到4升烧杯中的冰水中，得到的混合物用二氯甲烷提取3次。合并有机提取液，用水洗，再用10％Na2CO3洗，干燥，浓缩，得粗的油性固体。用己烷一起研磨，得42g(74％)4-氯-2-氟-5-甲氧基苯甲醛，白色固体。通过bulb-to-bulb蒸馏，得白色结晶性固体：mp120.0-122.0℃；1H NMR(CDCl3)δ3.93(s，3H)，7.25(d，1H，J＝9.4Hz)，7.34(d，1H，5.9Hz)，10.28(s，1H).
计算值： C8H6O2Cl1F1：
C，50.95；H，3.21；Cl，18.80.
测定值： C，50.83；H，3.24；Cl，18.90.
实施例2
1-(4-氯-2-氟-5-甲氧基苯基)乙酮的制备
搅拌下将10.4g4-氯-2-氟-5-甲氧基苯甲醛在150ml无水THF中的溶液于干冰-丙酮浴中冷却，用35ml 3M甲基氯化镁的THF溶液处理一分钟。移去该冰浴，使混合物升温至室温。升温后将溶液慢慢地倒入冰水中，用乙醚提取水浆状物，醚提液干燥并浓缩，得粗油。于己烷中结晶，得10.8g(95.6％)4-氯-2-氟-5-甲氧基-α-甲基苯甲醇：mp68.5-69.5℃。将该苯甲醇中间体溶于100ml丙酮中，于冰水浴中冷却，滴入50ml新制备的琼斯(Jones)试剂(由6.7g CrO3、6ml H2SO4和50mlH2O制得)处理，保持温度在10℃以下。搅拌2小时后用水稀释溶液，用二氯甲烷提取3次。有机提取液干燥并浓缩，得粗产物。于甲醇中重结晶得9.66g(90.3％)1-(4-氯-2-氟-5-甲氧基苯基)乙酮，白色固体：mp96.5-98.5℃；1HNMR(CDCl3)δ2.50(d，3H，5.4Hz)，3.80(s，3H)，7.10(d，1H，10.1Hz)，7.30(d，1H，6.3Hz).
计算值： C9H8O2Cl1F1：
C，53.55；H，3.98.
测定值： C，53.45；H，3.96.
实施例3
1-(4-氯-2-氟-5-甲氧基苯基)-4，4，4-三氟-1，4-丁二酮的制备
将21.8g1-(4-氯-2-氟-5-甲氧基苯基)乙酮在100ml无水乙醚中的溶液于冰浴中冷却。搅拌下一次用全部的20.1g三氟乙酸乙酯处理。搅拌几分钟后加入50ml25％甲醇钠甲醇溶液(0.20mol)，搅拌该溶液过夜。用150ml水和100ml浓HCl处理反应混合物，用乙醚提取3次，合并分离的有机层，干燥，浓缩，得褐色固体。该固体于甲醇中重结晶，得23.5g(73.2％)1-(4-氯-2-氟-5-甲氧基苯基)-4，4，4-三氟-1，4-丁二酮，黄色固体：mp122-123℃；1HNMR(CDCl3)δ3.80(d，3H，2Hz)，6.60(d，1H，2Hz)，7.10(dd，1H，11Hz，2Hz)，7.40(dd，1H，4Hz，2Hz).
计算值： C11H6O3Cl1F4：
C，44.39；H，2.03.
测定值： C，44.23；H，2.36.
按类似于实施例1的方法通过相应苯甲醚的烷基化，制备了实施例4-6的化合物。
按类似于实施例2的方法，用两步加成氧化顺序制备了实施例7化合物。
按类似于实施例3的方法，制备了实施例8和9的化合物。
实施例4-9化合物的物理性质示于下表中。
表：2，4-二卤代-5-甲氧基苯甲醛及其衍物的物理数据
实施例 X1 X2 R2 mp/折射率
4 Cl F H 102.0℃-104.0℃
5 F F H 85℃-86℃
6 Cl Cl H 113℃-115℃
7 F Cl Et 82℃
8 F Cl CH2COCF2CF3 114.0℃
9 F Cl CH2COCF2Cl 112.0℃
本发明的新的2，4-二卤代-5-烷氧基苯甲醛、2，4-二卤代-5-烷氧基苯乙酮和苯甲酰基衍生物用作制备或制造农业化学品和药品，特别是取代的苯基吡唑型除草剂的中间体。这些中间体允许在苯基吡唑的苯基环上直接引入5’-烷氧基取代基，该苯基吡唑可被转化成5’-取代的氧基苯基吡唑，如5’-炔丙氧基苯基吡唑或吡唑基苯氧基乙酸或酯。
对专业人员是显而易见的，可进行本文描述的本发明的各种改良而不偏离本发明精神和范围。