一种吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物的合成方法技术

本发明专利技术属于有机合成领域，具体地涉及一种吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物的制备方法。本发明专利技术提供了一种吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物的合成新方法，该方法以肼基吡啶与马来酸酐为原料，经取代、酯化、环合反应三步制备得到吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物，反应收率高，选择性好。与已报道方法相比，该方法所用原料简单、易得，反应条件温和，收率高，污染小，合成的产品纯度高，易于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物的合成方法
本专利技术属于有机合成领域，具体地涉及一种吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物的制备方法。
技术介绍
苯甲酰胺类化合物是一类高效、安全的新型杀虫剂。近年来，技术人员开发出多种具有广谱杀虫活性的苯甲酰胺类杀虫剂，如杜邦公司开发的3-溴-N-(2-甲基-4-氯-6-(甲氨酰基)苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酰胺(通用名为chlorantraniliprole)、3-溴-N-(2-甲基-4-氰基-6-(甲氨酰基)苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酰胺(通用名为cyantraniliprole)；石原产业株式会社正在开发的双酰胺类化合物3-溴-N-(2-氯-4-溴-6-((1-环丙基乙基)酰基)苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酰胺的(通用名为cyclaniliprole)。苯甲酰胺类杀虫剂具有高效、低毒和作用机制独特等特点，是目前最具发展潜力的杀虫活性化合物，因此，该类化合物的合成备受关注。1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸酯是合成chlorantraniliprole、cyantraniliprole、cyclaniliprole的共用关键中间体，已报道的合成方法主要有以下两种。路线一：专利WO2004011453公开了一种1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸酯的合成方法。该方法以肼基吡啶与马来酸二酯为原料，在回流温度下反应得到产物，反应收率仅为55％。路线二：专利WO2004087689报道了以马来酸单甲酯及肼基吡啶为原料，经加成、酰氯化及环合反应三步制备得到1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸酯，反应收率73％。上述合成路线中，路线一可以一步反应得到产品1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-羧酸酯，但是反应收率低；路线二经过三步反应得到产物，收率较高，然而反应过程中用到溴化氢，价格昂贵，且原子利用率低。一直以来，技术人员致力于不断研究开发新的、更为先进合理的吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物制备方法，以期获得质量更优、价格更低的苯甲酰胺类杀虫剂。
技术实现思路
本专利技术提供了一种吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物的合成新方法，该方法以肼基吡啶与马来酸酐为原料，经取代、酯化、环合反应三步制备得到吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物，反应收率高，选择性好。与已报道方法相比，该方法所用原料简单、易得，反应条件温和，收率高，污染小，合成的产品纯度高，易于工业化生产。一种吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物的制备方法，反应式如下：式中：R1选自H或卤素；R2选自C1-C6烷基、C2-C4烯基、C2-C4炔基、C3-C6环烷基、卤素或C1-C4烷基取代的苄基。本专利技术吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物的合成方法，按照下述步骤进行：(1)往四口烧瓶中加入肼基吡啶、马来酸酐以及适宜的溶剂，将混合物在20-50℃下搅拌2h至24h，过滤，真空干燥得到中间体I。其中，肼基吡啶和马来酸酐的摩尔比为1:1-1:2；甲苯的加入量和肼基吡啶的质量比为1:3-1:10；所述适宜的溶剂选自甲苯，氯苯，羧酸酯类，醚类或极性非质子性溶剂；(2)将中间体I及适宜的醇加入四口烧瓶中，0-25℃下滴加二氯亚砜。滴加后反应体系于25-80℃下反应2-12h，减压蒸馏得到黄色半固状物质，用适宜的醇与石油醚重结晶，得白色固体中间体II。其中，中间体I与二氯亚砜的摩尔比为1:1-1:2；醇的加入量和吡啶酸的质量比为1:10-1:50；重结晶醇与石油醚的质量比为0.5:1-1:2；所述适宜的醇选自C1-C6烷基醇、C2-C4烯基醇、C2-C4炔基醇、C3-C6环烷基醇、卤素或C1-C4烷基取代的苄基醇。(3)向四口烧瓶中加入中间体II、醇钠、醇及催化剂，将混合物在20-80℃下搅拌1h至24h，而后将反应混合物用冰乙酸中和。混合物用水稀释，冷却至室温，有固体析出，过滤收集固体，用乙醇水溶液洗涤，干燥后得固体吡啶基吡唑烷酮羧酸酯。其中，中间体II与醇钠的摩尔比为1:1-1:3；催化剂与中间体II的摩尔比为0.0001:1-0.1:1，中间体II与醇的质量比为1:5-1:20；所述醇选自C1-C6烷基醇、C2-C4烯基醇、C2-C4炔基醇、C3-C6环烷基醇、卤素或C1-C4烷基取代的苄基醇；所述醇钠选自C1-C6烷基醇钠、C2-C4烯基醇钠、C2-C4炔基醇钠、C3-C6环烷基醇钠、卤素或C1-C4烷基取代的苄基醇钠；催化剂选自二氯化双(三环己基膦)镍、二氯化双(三苯基膦)镍。上面给出的合成方法及各通式化合物中基团的定义中，汇集所用术语一般定义如下：烷基是指直链或支链形式，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、特丁基、正戊基、异戊基等基团。环烷基是指包括环状链形式，例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、甲基环丙基、环丙基环丙基等基团。烯基是指直链或支链烯基，如1-丙烯基、2-丙烯基和不同的丁烯基等。炔基是指直链或支链炔烃，如1-丙炔基、2-丙炔基和不同的丁炔基等。卤素是指氟、氯、溴、碘。具体实施方式下面通过列举实施例来对本专利技术进行更详细的说明吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物制备方法，但并不意味着限制本专利技术。实施例1中间体I-a的制备在250mL反应瓶内加入3-氯-2-肼基吡啶(21.89g，98％，0.15mol)、甲苯122.00g，再加入马来酸酐(14.86g，99％，0.15mol)，混合物在25℃下保温6h。保温结束后抽滤，滤饼用少量甲苯洗涤，真空干燥得固体36.33g，含量99％，收率99.5％。实施例2中间体I-b的制备在250mL反应瓶内加入3,5-二氯-2-肼基吡啶(27.24g，98％，0.15mol)、氯苯150.00g，再加入马来酸酐(17.82g，99％，0.18mol)，混合物在40℃下保温10h。保温结束降至室温后抽滤，滤饼用少量氯苯洗涤，真空干燥得固体41.25g，含量99％，收率99％。实施例3中间体II-a的制备在250mL反应瓶内加入中间体I-a(36.52g，99％，0.15mol)、甲醇150.00g，混合物降温至0-5℃，滴加二氯亚砜(21.42g，0.18mol)。滴加结束后升温至60℃保温反应3h，降至室温后负压脱溶得黄色半固状物质，用甲醇和石油醚(质量比1:1)重结晶，真空干燥得白色固体37.86g，含量99％，收率98％。实施例4中间体II-b的制备在250mL反应瓶内加入中间体I-a(36.52g，99％，0.15mol)、乙醇200.00g，混合物降温至0-5℃，滴加二氯亚砜(23.80g，0.20mol)。滴加结束后升温至70℃保温反应6h，降至室温后负压脱溶得黄色半固状物质，用甲醇和石油醚(质量比1:1)重结晶，真空干燥得白色固体38.72g，含量99％，收率95％。实施例51-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-甲酸甲酯的制备在250mL反应瓶内加入125mL无水甲醇和甲醇钠(4.05g，0.075mol)、中间体II-a(12.88g，99％，0.05mol)，再加入催化剂二氯化双(三苯基膦)镍(0.017g，2.50×10-5mol)，混合物加热至40℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物的合成方法，其特征在于，(1)往四口烧瓶中加入肼基吡啶、马来酸酐以及溶剂，将混合物在20‑50℃下搅拌2h至24h，过滤，真空干燥得到中间体I；(2)将中间体I及适宜的醇加入四口烧瓶中，0‑25℃下滴加二氯亚砜，滴加后反应体系于25‑80℃下反应2‑12h，减压蒸馏得到黄色半固状物质，用醇与石油醚重结晶，得白色固体中间体II；(3)向四口烧瓶中加入中间体II、醇钠、醇及催化剂，将混合物在20‑80℃下搅拌1h至24h，而后将反应混合物用冰乙酸中和，混合物用水稀释，冷却至室温，有固体析出，过滤收集固体，用乙醇水溶液洗涤，干燥后得固体吡啶基吡唑烷酮羧酸酯。

【技术特征摘要】
1.一种吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物的合成方法，其特征在于，(1)往四口烧瓶中加入肼基吡啶、马来酸酐以及溶剂，将混合物在20-50℃下搅拌2h至24h，过滤，真空干燥得到中间体I；(2)将中间体I及适宜的醇加入四口烧瓶中，0-25℃下滴加二氯亚砜，滴加后反应体系于25-80℃下反应2-12h，减压蒸馏得到黄色半固状物质，用醇与石油醚重结晶，得白色固体中间体II；(3)向四口烧瓶中加入中间体II、醇钠、醇及催化剂，将混合物在20-80℃下搅拌1h至24h，而后将反应混合物用冰乙酸中和，混合物用水稀释，冷却至室温，有固体析出，过滤收集固体，用乙醇水溶液洗涤，干燥后得固体吡啶基吡唑烷酮羧酸酯。2.根据权利要求1所述的吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物的合成方法，其特征在于，所述肼基吡啶结构式为：其中R1选自H或卤素。3.根据权利要求1所述的吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物的合成方法，其特征在于，步骤1中，肼基吡啶和马来酸酐的摩尔比为1:1-1:2；溶剂和肼基吡啶的质量比为1:3-1:10。4.根据权利要求2所述的吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物的合成方法，其特征在于，所述的溶剂选自甲苯，氯苯，羧酸酯类，醚类或极性非质子性溶剂。5.根据权利要求1所述的吡啶基吡唑烷酮羧酸酯类化合物的合成方法，其特征在于，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱叶峰，丁克鸿，徐林，顾峰，孙伟，刘补娥，方年，
申请(专利权)人：江苏扬农化工集团有限公司，江苏瑞祥化工有限公司，宁夏瑞泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32