一种5-取代-2,3-吡啶二羧酸酯化合物及其季铵盐的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种5

【技术实现步骤摘要】
一种5
‑
取代
‑
2,3
‑
吡啶二羧酸酯化合物及其季铵盐的制备方法


[0001]本专利技术属于化学合成领域，具体而言，涉及一种5
‑
取代
‑
2,3
‑
吡啶二羧酸酯类化合物及其季铵盐的制备方法。

技术介绍

[0002]5‑
溴
‑
2,3
‑
吡啶二羧酸酯是制备咪唑啉酮类除草剂甲氧咪草烟的重要中间体，咪唑啉酮类除草剂是一种含吡啶环的咪唑啉酮除草剂，其作用机制主要抑制乙酸羟酸合成酶(AHAs)的活性，影响支链氨基酸
‑
缬氨酸、亮氨酸与异亮氨酸的生物合成，最终破坏蛋白质的合成，干扰DNA合成及细胞分裂和生长。该类除草剂可有效防治大多数一年生禾本科与阔叶杂草，如野燕麦、稗草、狗尾草、金狗尾草和看麦娘等。
[0003]目前制备5
‑
溴
‑
2,3
‑
吡啶二羧酸酯类化合物的方法，通常是采用Br2、NBS、 DDH等溴化试剂，在引发剂或者光照的条件下进行溴化，但上述存在反应收率低，操作繁琐或使用价格昂贵的溴代试剂、同时大部分溴代试剂的利用率偏低，易产生腐蚀性的溴化氢气体等问题，不利于工业化生产。
[0004]已知的制备5
‑
溴
‑
2,3
‑
吡啶二羧酸酯类化合物的方法多采用液溴或者N
‑
溴代琥珀酰亚胺(NBS)为溴化试剂，例如EP0434965A，US5288866，CN1190094A 中公开了采用NBS作为溴化试剂，偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂的方法进行吡啶侧链5
‑
位甲基的溴化。WO2010055139A1，EP3782985A1中公开了采用液溴为溴化试剂，偶氮二异丁腈为引发剂的方法进行吡啶侧链5
‑
位甲基的溴化。 CN105777623A中公开了亚硫酸氢盐和溴酸盐进行吡啶侧链5
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位甲基的溴化。 WO2018091964A中公开了过氧单硫酸钾和溴化钠进行吡啶侧链5
‑
位甲基的溴化，专利CN107216286B中公开了采用溴化钠和溴化氢进行溴化。以上方法的缺点是采用NBS或液溴作为溴化试剂制备吡啶侧链甲基溴化，反应过程中需要的溴化试剂量大，溴原子利用率低，操作复杂，溴素反应释放的溴化氢气体易腐蚀设备，工艺三废量大，工业化操作较为困难。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供一种5
‑
取代
‑
2,3
‑
吡啶二羧酸酯类化合物及其季铵盐的制备方法，该方法采用溴酸盐、溴素作为溴化试剂，提高了溴原子利用率，降低了原料成本，减少了污染环境。
[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种式(III)所示的 5
‑
取代
‑
2,3
‑
吡啶二羧酸酯化合物的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0007]S1、在溴酸盐水溶液和催化剂存在下，将式(I)所示结构的化合物及有机溶剂进行第一接触，得到混合物；
[0008]S2、将溴素和硫酸同时加入所述步骤S1得到的混合物中，进行二次接触混合反应，得到如式(III)所示的5
‑
取代
‑
2,3
‑
吡啶二羧酸酯化合物；
[0009]所述式(I)、式(III)的结构式如下：
[0010][0011]其中，R1和R2各自独立地选自C1‑
C8的直链或支链烷基；X选自溴或氯。
[0012]优选地，R1和R2各自独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、2
‑
戊基、3
‑
戊基、异戊基(2
‑
甲基丁烷，3
‑
甲基丁烷)、新戊基(2，2
‑
二甲基
‑1‑
丙基)、2，3
‑
二甲基丙基、2
‑
甲基
‑2‑
丁基、1
‑
己基、2
‑ꢀ
己基、3
‑
己基、1
‑
庚基、2
‑
庚基、3
‑
庚基、4
‑
庚基、辛基。
[0013]更优选地，R1和R2各自独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基。
[0014]根据本专利技术，所述式(I)所示结构的化合物和溴酸盐、溴素、硫酸的质量比为1：(0.1
‑
1)：(0.1
‑
2)：(0.01
‑
1)。优选地，所述式(I)所示结构的化合物和溴酸盐、溴素、硫酸的质量比为1：(0.1
‑
0.5)：(0.2
‑
1)：(0.05
‑
0.2)。
[0015]更优选地，所述式(I)所示结构的化合物和溴酸盐、溴素、硫酸的质量比为1：(0.1
‑
0.2)：(0.2
‑
0.4)：(0.05
‑
0.1)。
[0016]根据本专利技术，所述式(I)所示结构的化合物为5
‑
甲基
‑
2,3
‑
吡啶二羧酸二甲酯、5
‑
甲基
‑
2,3
‑
吡啶二羧酸二乙酯。优选为5
‑
甲基
‑
2,3
‑
吡啶二羧酸二甲酯。
[0017]优选地，所述步骤S1中所采用的催化剂为自由基引发剂或者光照条件。更优选地，所述催化剂为偶氮二异丁腈。优选地，所述步骤S1中所采用的有机溶剂为酯类溶剂、烷烃类溶剂、芳香烃类溶剂或氯代烷烃类溶剂。优选地，所述有机溶剂为乙酸乙酯、二氯乙烷和氯苯中的一种或多种；更优选为二氯乙烷和氯苯。
[0018]根据本专利技术，所述有机溶剂和式(I)所示结构化合物的重量比例为1：(3
‑
10)。优选地，所述有机溶剂和式(I)所示结构化合物的重量比例为1:(4
‑
6)。
[0019]根据本专利技术，所述第一接触的温度为0
‑
85℃，第一接触的反应时间为0.1
‑
24 小时。优选地，所述第一接触的温度为20
‑
40℃；第一接触的反应时间为0.5
‑
1 小时。优选地，所述二次接触的温度为0
‑
110℃，二次接触的时间为0.1
‑
24小时。优选地，所述二次接触的温度为70
‑
110℃，更优选为75
‑
80℃；所述二次接触的时间为2
‑
4小时。
[0020]根据本专利技术，所述溴酸盐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种式(III)所示的5
‑
取代
‑
2,3
‑
吡啶二羧酸酯化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在溴酸盐水溶液和催化剂存在下，将式(I)所示结构的化合物及有机溶剂进行第一接触，得到混合物；S2、将溴素和硫酸同时加入所述步骤S1得到的混合物中，进行二次接触混合反应，得到如式(III)所示的5
‑
取代
‑
2,3
‑
吡啶二羧酸酯化合物，结构式如式(III)所示；所述式(I)、式(III)的结构式如下：其中，R1和R2各自独立地选自C1
‑
C8的直链或支链烷基；X选自溴或氯。优选地，R1和R2各自独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、2
‑
戊基、3
‑
戊基、异戊基(2
‑
甲基丁烷，3
‑
甲基丁烷)新戊基(2，2
‑
二甲基
‑1‑
丙基)、2，3
‑
二甲基丙基、2
‑
甲基
‑2‑
丁基、1
‑
己基、2
‑
己基、3
‑
己基、1
‑
庚基、2
‑
庚基、3
‑
庚基、4
‑
庚基、辛基。更优选地，R1和R2各自独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述式(I)所示的化合物和溴酸盐、溴素、硫酸的质量比为1：(0.1
‑
1)：(0.1
‑
2)：(0.01
‑
1)。优选地，所述式(I)所示的化合物和溴酸盐、溴素、硫酸的质量比为1：(0.1
‑
0.5)：(0.2
‑
1)：(0.05
‑
0.2)。更优选地，所述式(I)所示的化合物和溴酸盐、溴素、硫酸的质量比为1：(0.1
‑
0.2)：(0.2
‑
0.4)：(0.05
‑
0.1)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述式(I)所示的化合物为5
‑
甲基
‑
2,3
‑
吡啶二羧酸二甲酯、5
‑
甲基
‑
2,3
‑
吡啶二羧酸二乙酯。优选为5
‑
甲基
‑
2,3
‑
吡啶二羧酸二甲酯。优选地，所述步骤S1中所采用的催化剂为自由基引发剂或者光照条件。更优选地，所述催化剂为偶氮二异丁腈。优选地，所述步骤S1中所采用的有机溶剂为酯类溶剂、烷烃类溶剂、芳香烃类溶剂或氯代烷烃类溶剂。优选地，所述有机溶剂为乙酸乙酯、二氯乙烷和氯苯中的一种或多种；更优选为二氯乙烷和氯苯。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂和式(I)所示的化合物重量比为1：(3
‑
10)。优选地，所述有机溶剂和式(I)所示的化合物重量比为1：(4
‑
6)。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一接触的温度为0
‑
85℃，第一接触的反应时间为0.1
‑
24小时。优选地，所述第一接触的温度为20
‑
40℃；第一接触的反应时间为0.5
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹亚波，耿昆明，周仁兵，郭武举，沈盛丰，
申请(专利权)人：沈阳万菱生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：