專利名稱：由氯代馬來酸酯或氯代富馬酸酯或其混合物制備取代或無取代-2，3-吡啶二羧酸酯的方法
吡啶-2，3-二羧酸酯是制造具有高效除草作用的2-(2-咪唑啉-2-基)煙酸、酯或鹽的有用的中間體。本發(fā)明的目的是提供一種用氯代馬來酸二烷基酯或氯代富馬酸二烷基酯或其混合物，一種銨鹽，在可有可無氨和適當(dāng)取代的α，β-不飽和醛或酮存在下制備取代或無取代-2，3-吡啶二羧酸酯的方法。
在此描述的本發(fā)明涉及一種新穎的制備具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的取代或無取代-2，3-吡啶二羧酸酯的方法，
其中，R為C1-C6的烷基;X和Z分別是H，鹵素，C1-C4的烷基，C1-C4的烷氧基或C2-C5的烯基;Y是H，鹵素，被也可不被1到3個(gè)鹵素、羥基、C1-C4的烷氧基或C1-C4的烷硫基取代的C1-C6的烷基，C1-C4的烷氧基羰基，氨基羰基，苯基，取代苯基，苯氧基，取代苯氧基，苯硫基或取代苯硫基。具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的化合物是有用的制備有除草作用的2-(2-咪唑啉-2-基)煙酸酯的中間體。制備所述除草性煙酸酯的方法在美國專利4，758，667號(hào)中有所描述，如下所示，
其中，R1是H或C1-C4的烷基;R2是H，鹵素，C1-C4的烷基，C3-C6的環(huán)烷基或者R1和R2在一起成為一可有可無甲基取代的C3-C6的環(huán)烷基，X、Y和Z與結(jié)構(gòu)式Ⅰ中的相同。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的吡啶-2，3-二羧酸酯能高效且實(shí)際地由具有結(jié)構(gòu)式Ⅱ的氯代馬來酸酯或具有結(jié)構(gòu)式Ⅲ的氯代富馬酸酯或其混合物，其中R為C1-C6的烷基，通過將氯代馬來酸酯或氯代富馬酸酯與至少等摩爾數(shù)的銨鹽，如乙酸銨，可有可無氨存在，在合適的溶劑，如C1-C4的烷基醇中反應(yīng)形成烯胺中間體，所述中間體與至少等摩爾數(shù)的具有結(jié)構(gòu)式Ⅳ的α，β-不飽和醛或酮，其中X、Y和Z同對(duì)結(jié)構(gòu)式Ⅰ的描述相同，在酸，如乙酸存在下反應(yīng)制備。過程如流程Ⅰ所示。
流程Ⅰ
能在本發(fā)明的方法中使用的銨鹽包括乙酸銨，丙酸銨，硫酸銨，碳酸銨，碳酸氫銨，氨基甲酸銨，氨基磺酸銨等等。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以使用極性溶劑，如醇，腈如乙腈，羧酸酰胺如N，N-二甲基甲酰胺，N-甲基吡咯烷酮，亞砜如二甲基亞砜，砜等等。
可用于本發(fā)明的方法中的具有結(jié)構(gòu)式Ⅳ的α，β-不飽和醛或酮是丙烯醛，異丁烯醛，2-乙基丙烯醛，巴豆醛，甲基乙烯基酮，α-正-丁基丙烯醛，4-甲基-2-己醛，α-甲氧基異丁烯醛，α-氯代異丁烯醛，α-三氟代異丁烯醛，肉桂醛，α-乙氧基丙烯醛，α-甲醛丙烯酸甲酯，α-(2-腈乙基)丙烯醛等等。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，反應(yīng)混合物包括前面形成的中間體和具有結(jié)構(gòu)式Ⅳ的α，β-不飽和醛或酮，可用脫氫催化劑處理，諸如這方面常規(guī)用的催化劑，包括鉑，鈀，釕，銥，鎳，鐵，銅，銻，鈷，銠等金屬或其化合物。脫氫催化劑通常是以具有脫氫作用的金屬或其化合物沉積在合適的載體上，如氧化鋁，碳，粘土，沸石，氧化鉻，氧化鋯等等。
這樣，具有4，5和6位取代的吡啶-2，3-二羧酸酯可以方便地通過在適當(dāng)?shù)娜軇┲袚胶暇哂薪Y(jié)構(gòu)式Ⅱ的氯代馬來酸二烷基酯或具有結(jié)構(gòu)式Ⅲ的氯代富馬酸二烷基酯與至少等摩爾數(shù)的銨鹽，可有可無在適當(dāng)溶劑中的無水氨存在下反應(yīng)，可也可不加熱該反應(yīng)混合物直到反應(yīng)基本完全，可也可不過濾該反應(yīng)混合物，向?yàn)V液或未過濾的反應(yīng)混合物中加入酸，如無機(jī)酸，硫酸，磷酸，有機(jī)酸如甲酸，乙酸或丙酸等等，使pH值至少為4，用至少等摩爾數(shù)具有結(jié)構(gòu)式Ⅳ的α，β-不飽和醛或酮處理，可有可無脫氫催化劑存在下，將所得反應(yīng)混合物加熱或不加熱直到期望的具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的吡啶二羧酸酯形成完全。反應(yīng)產(chǎn)物可用標(biāo)準(zhǔn)純化技術(shù)分離，如分餾，重結(jié)晶，萃取，液相色譜等等。
烯胺第二中間體和具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的吡啶二羧酸酯的形成速率依賴于溫度，即通過加熱反應(yīng)混合物到45℃或更高溫度，可以有效地縮短反應(yīng)時(shí)間。
為了便于進(jìn)一步理解本發(fā)明，提供下面例子主要是為了說明本發(fā)明的某些更具體的細(xì)節(jié)，本發(fā)明并不被視為受其所限。術(shù)語1HNMR和IR分別表示質(zhì)子核磁共振和紅外。除非另外說明，所有的量均以重量計(jì)。
實(shí)例1在氨和乙酸銨存在下由氯代馬來酸二乙酯制備5-乙基-2，3-吡啶二羧酸二乙酯。
用無水氨(1.0g，0.06ml)處理在乙醇中的氯代馬來酸二乙酯(4.10g，0.02mol)和乙酸銨(1.54g，0.02mol)的混合物，在室溫下攪拌16小時(shí)，在70℃，在16小時(shí)內(nèi)分兩批將10ml乙酸和2-乙基丙烯醛(5.04g，0.06mol)加入，真空濃縮得油狀殘留物。將該殘留物溶于甲苯，過濾，濾液在真空中蒸干得油狀物。將所得油狀物真空蒸餾得標(biāo)題產(chǎn)物為褐色油狀，沸點(diǎn)151-152℃(2mmHg)。
實(shí)例2在乙酸銨存在下由氯代馬來酸二乙酯制備5-乙基-2，3-吡啶二羧酸二乙酯的方法。
在70℃加熱乙酸銨4.62g(0.06mol)和氯代馬來酸二乙酯(4.10g，0.02mol)在乙醇中的混合物共48小時(shí)，過濾并用乙醇洗滌濾塊。在合并的濾液中，在70℃分兩批將10ml乙酸和2-乙基丙烯醛(4.62g，0.06mol)加入，在70℃加熱一共6小時(shí)，在真空中濃縮得油狀殘留物。這樣得到的油狀物經(jīng)真空蒸餾得標(biāo)題產(chǎn)物為褐色油狀，沸點(diǎn)151-152℃(2mmHg)。
實(shí)例3由氯代富馬酸二乙酯制備5-乙基-2，3-吡啶二羧酸二乙酯攪拌著的乙酸銨(7.0g，0.9mol)，無水氨(0.2g，0.012mol)和7∶1混合的氯代富馬酸二乙酯和氯代馬來酸二乙酯的混合物在乙醇中的溶液在70℃加熱12小時(shí)，冷卻到25℃并過濾。用乙醇洗滌濾塊，真空濃縮合并的濾液。用乙酸和2-乙基丙烯醛(5.0g，0.06mol)處理這樣得到的濃縮過的反應(yīng)混合物，在70℃加熱攪拌6小時(shí)，真空濃縮得油狀殘留物。所得殘留物溶于二氯甲烷，水洗并分餾得標(biāo)題產(chǎn)物為褐色油狀物，沸點(diǎn)151-152℃(2mmHg)。
實(shí)例4由氯代馬來酸二烷基酯制備取代-2，3-吡啶二羧酸二烷基酯用與實(shí)例1基本相同的步驟，換用適當(dāng)?shù)摩?，?不飽和醛，得下列化合物，并用1HNMR和IR光譜分析法鑒定。
X Y Z RH CH3H C2H5H CH2OCH3H C2H5H CH2Cl H C2H5H H H C2H5實(shí)例5由氯代富馬酸二烷基酯制備取代-2，3-吡啶二羧酸二烷基酯用與實(shí)例3基本相同的步驟，換用適當(dāng)?shù)摩?，?不飽和醛，得下列化合物，
X Y Z RH CH3H C2H5H CH2OCH3H C2H5H CH2Cl H C2H5H H H C2H5
上述化合物是用1HNMR和IR光譜分析法鑒定的。
權(quán)利要求
1.一種制備以結(jié)構(gòu)式I為特征的化合物的方法，
其中R為C1-C6的烷基；X和Z分別是氫，鹵素，C1-C4的烷基，C1-C4的烷氧基或C2-C5的烯基；Y是氫，鹵素，被也可不被1到3個(gè)鹵素、羥基、C1-C4的烷氧基或C1-C4的烷硫基取代的C1-C6的烷基，C1-C4的烷氧羰基，氨基羰基，苯硫基，取代苯硫基，苯氧基，取代苯氧基，苯基或取代苯基，其特征在于包括具有結(jié)構(gòu)式Ⅱ或結(jié)構(gòu)式Ⅲ的化合物或其混合物，
其中R是C1-C6的烷基，與銨鹽在溶劑存在下，在可有可無氨存在下，反應(yīng)形成一中間體，該中間體與具有結(jié)構(gòu)式Ⅳ的α，β-不飽和醛或酮，
其中X、Y和Z如前所述，在酸存在下反應(yīng)形成具有結(jié)構(gòu)式I的吡啶二羧酸酯化合物。
2.如權(quán)利要求1所述的制備具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的吡啶二羧酸酯化合物的方法，其特征在于X和Z是氫，Y是氫，鹵素，或被或不被1-3個(gè)鹵素、C1-C4的烷氧基或C1-C4的烷硫基取代的C1-C4的烷基。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于溶劑是一種極性溶劑，酸是乙酸，以及中間體是在45℃或更高溫度下形成的。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的吡啶二羧酸酯化合物是在45℃或更高溫度下形成的。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，制得的具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的化合物是選自由下列組成的一組物質(zhì)，吡啶-2，3-二羧酸二烷基酯，5-甲基-2，3-吡啶二羧酸二烷基酯，5-乙基-2，3-吡啶二羧酸二烷基酯，5-(甲氧基甲基)-2，3-吡啶二羧酸二烷基酯和5-(氯代甲基)-2，3-吡啶二羧酸二烷基酯。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，制得的具有結(jié)構(gòu)式Ⅰ的化合物是選自由下列組成的一組物質(zhì)，吡啶-2，3-二羧酸二乙酯，5-甲基-2，3-吡啶二羧酸二乙酯，5-乙基-2，3-吡啶二羧酸二乙酯，5-(甲氧基甲基)-2，3-吡啶二羧酸二乙酯和5-(氯代甲基)-2，3-吡啶二羧酸二乙酯。
全文摘要
提供一種通過將氯代馬來酸二烷基酯或氯代富馬酸二烷基酯或其混合物與一種銨鹽在可有可無氨和適當(dāng)取代的α，β-不飽和醛或酮存在下反應(yīng)制備吡啶二羧酸二烷基酯的方法。
文檔編號(hào)C07D213/80GK1062724SQ9110390
公開日1992年7月15日 申請日期1991年6月5日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月15日
發(fā)明者艾伯特·安東尼·塞瓦斯科, 喬治·阿內(nèi)羅·基亞雷羅, 威廉·弗雷德里克·里克爾 申請人:美國氰胺公司