專利名稱：2，4，5-三溴吡咯-3-腈的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及殺軟體動物劑2，4，5-三溴吡咯-3-腈的制備方法。
據(jù)美國專利第5，162，308和5，204，332揭示，吡咯腈和硝基吡咯化合物被用作殺蟲劑、殺螨劑和殺軟體動物劑。這些專利也指出了2，4，5-三溴吡咯-3-腈，它的殺軟體動物用途以及它的經(jīng)由吡咯-3-腈的溴化的制備方法。但是，吡咯-3-腈以及其衍生物是難以制備的。按文獻方法，如A.M.VanLeusen等在TetrahedronLetters，5337，(1972)中所報道的，其得率為10%或更低。
美國專利5，008，403揭示了從2-三鹵乙酰吡咯-4-腈化合物制備2，4，5-三溴吡咯-3-腈的方法。但是，該制備方法不適于大規(guī)模制備2，4，5-三溴吡咯-3-腈。
本發(fā)明的一個目的是提供了一種新穎有效的制備2，4，5-三溴吡咯-3-腈的方法。
本發(fā)明涉及殺軟體動物2，4，5-三溴吡咯-3-腈的制備方法。
令人驚奇的是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)2，4，5-三溴吡咯-3-腈被這樣地制得使下式Ⅰ的〔2-氰基-3-(二烷氨基)亞烯丙基〕二烷基銨鹽(vinamidiniumsalt) 其中R、R1、R2和R3各自代表C1-C4烷基，或者結合在一起時，R和R1、R2和R3可形成5-或6-元環(huán)，其中RR1及R2R3各自由-(CH2)4-或-(CH2)5-代表;以及X-是陰離子;
與式Ⅱ的甘氨酸酯H2NCH2CO2R4(Ⅱ)其中R4是C1-C4烷基;
以及第一堿在第一溶劑的存在下反應以形成包括4-氰基吡咯-2-羧酸以及式Ⅲ的4-氰基吡咯-2-羧酸酯的混合物。
其中R4的定義同上，用第二堿在第二溶劑的存在下使所述的混合物水解以形成4-氰基吡咯-2-羧酸鹽，使所述的4-氰基吡咯-2-羧酸鹽與第三堿及溴化劑在第三溶劑的存在下反應以形成所需的2，4，5-三溴吡咯-3-腈化合物。
有利的是，本發(fā)明提供了避免使用和處理諸如氯磺酰異氰酸酯的有毒試劑來制備2，4，5-三溴吡咯-3-腈的方法。
令人驚奇的是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)2，4，5-三溴吡咯-3-腈被這樣地制得使下式Ⅰ的〔2-氰基-3-(二烷基氨基)亞烯丙基〕二烷基銨鹽(vinamidinium salt)
其中R、R1、R2和R3各自代表C1-C4烷基，或者結合在一起時，R和R1、R2和R3可形成5-或6-元環(huán)，其中RR1及R2R3各自由-(CH2)4-式-(CH2)5-代表;以及X-是陰離子;
與式Ⅱ的甘氨酸酯其中R4是C1-C4烷基;
以及第一堿在第一溶劑的存在下反應以形成包括4-氰基吡咯-2-羧酸以及式Ⅲ的4-氰基吡咯-2-羧酸酯的混合物。
其中R4的定義同上，用第二堿在第二溶劑的存在下使所述的混合物水解以形成4-氰基吡咯-2-羧酸鹽，使所述的4-氰基吡咯-2-羧酸鹽與第三堿及溴化劑在第三溶劑的存在下反應以形成所需的2，4，5-三溴吡咯-3-腈化合物。
本發(fā)明的一個較好的方法是使式Ⅰ的〔2-氰基-3-(二烷氨基)亞烯丙基〕二烷基銨鹽與約1-5摩爾當量的式Ⅱ甘氨酸酯及約2-6摩爾當量的第一堿于第一溶劑的存在下在約50-140℃溫度下反應以形成包括4-氰基吡咯-2-羧酸及式Ⅲ的4-氰基吡咯-2-羧酸酯的混合物，用約1-8摩爾當量的第二堿于第二溶劑存在下在約25-90℃溫度下使所述的混合物水解形成4-氰基吡咯-2-羧酸鹽，使所述的4-氰基吡咯-2-羧酸鹽與約4-8摩爾當量的第三堿以及約3-9摩爾當量的溴化劑于第三溶劑存在下在約0-25℃溫度范圍下反應形成所需的2，4，5-三溴吡咯-3-腈化合物。反應流程如流程

圖1所示。
流程Ⅰ
通過用水稀釋反應混合物、酸化稀釋的反應混合物、過濾產(chǎn)物或用適當?shù)娜軇┹腿‘a(chǎn)物，可以分離出產(chǎn)物2，4，5-三溴吡咯-3-腈。適當?shù)妮腿∪軇┌ɑ九c水不能混和的溶劑，如醚、乙酸乙酯、甲苯、二氯甲烷等。
適用于本發(fā)明方法中的第一堿是諸如堿金屬C1-C6烷氧化物以及堿土金屬C1-C6烷氧化物的堿類，優(yōu)選的是甲醇鈉，用于本發(fā)明方法中的第二和第三堿是諸如堿金屬氫氧化物和堿土金屬氫氧化物的堿類，優(yōu)選的是氫氧化鈉。
適用于本發(fā)明方法的溴化劑包括溴、溴化吡啶鎓過溴化物以及N-溴化琥珀酰亞胺，溴為最好。
諸如N，N-二甲基甲酰胺、C1-C4醇類、N，N-二甲基乙酰胺、二甲亞砜以及N-甲基吡咯烷酮可用于本發(fā)明的方法中。優(yōu)選的第一溶劑包括N，N-二甲基甲酰胺以及C1-C4醇類，最好的是N，N-二甲基甲酰胺。適用于本發(fā)明方法中的第二和第三溶劑包括能與水混合的醚類，如四氫呋喃、二噁烷、2-甲氧基乙醚以及1，2-二甲氧基乙醚、水及其混合物。優(yōu)選的第二和第三溶劑包括二噁烷、四氫呋喃、水，及其混合物。
適用于本發(fā)明方法中的較好的式Ⅰ的〔2-氰基-3-(二烷氨基)亞烯丙基〕二烷基銨鹽是那些其中R、R1、R2和R3各自代表C1-C4烷基;
X-選自由BF-4、ClO-4、HO2CCO-2和Cl-所組成的組。
最好的式Ⅰ的〔2-氰基-3-(二烷氨基)亞烯丙基〕二烷基銨鹽是那些其中R、R1、R2和R3是甲基，以及X-是HO2CCO-2。
可以根據(jù)C.Reichardt和W.Kermer，Synthesis，1970，538頁，以及J.Kucera和Z.Arnold，Collection Czechoslov.Chem.Commun.，32，1704-1711頁(1967)的方法制備式Ⅰ的鹽。式Ⅰ的氯化物鹽可通過常規(guī)已知的方法轉化成相應的高氯酸鹽、四氟硼酸鹽或草酸鹽。
為了便于進一步理解本發(fā)明，用下列實施例對本發(fā)明作更為具體、詳細的說明。本發(fā)明除了在權利要求書中作出限定外，不為這些實施例所限制。
實施例1草酸〔2-氰基-3-(二甲氨基)亞烯丙基〕二甲基銨鹽的制備 將草酰氯(13.1ml，0.15摩爾)在1，2-二氯乙烷中的溶液滴加至N，N-二甲基甲酰胺(11.6ml，0.15摩爾)在1，2-二氯乙烷中的溶液中，同時將反應溫度保持在0℃以下。將反應混合物攪拌45分鐘，用反-3-二甲氨基丙烯腈(16.4ml，0.15摩爾)在1，2-二氯乙烷中的溶液處理，在室溫下攪拌16小時，回流二小時，真空濃縮，得到半固體殘留物。用草酸二水合物(18.9克，0.15摩爾)在2-丙醇中的溶液處理殘留物在2-丙醇中的溶液，并溫熱至得到澄清的溶液。冷卻澄清的溶液至室溫并在室溫下保持數(shù)小時，在冰箱中冷卻二小時并過濾。濾餅依次用2-丙醇和乙醚洗滌，在50℃的真空干燥器中干燥，得到標題產(chǎn)物(28.6克，79%)。
實施例24-氰基吡咯-2-羧酸甲酯和4-氰基吡咯-2-羧酸的制備 將草酸〔2-氰基-3-(二甲氨基)亞烯丙基〕二甲銨鹽(3.6克，0.015摩爾)加至攪拌中的已在冰/丙酮浴中冷卻的甘氨酸甲酯氫氯化物(1.9克，0.015摩爾)和甲醇鈉(3.2克，0.06摩爾)在N，N-二甲基甲酰胺中的懸浮液中。將反應混合物加熱并保持在120℃下16小時，然后冷卻至室溫，真空濃縮，得到半固體殘留物。將殘留物在乙酸乙酯和冷的稀鹽酸間進行分配，分離各層，水層用乙酸乙酯洗滌，合并有機層及洗液，依次用水和鹽水洗滌，用無水硫酸鎂干燥，真空濃縮得到褐色固體狀的標題產(chǎn)物混合物(0.85克)，該混合物含有約70%4-氰基吡咯-2-羧酸甲酯及約30%4-氰基吡咯-2-羧酸。
實施例32，4，5-三溴吡咯-3-腈的制備
將氫氧化鈉(50%的水溶液，0.4ml)加至實施例2所得的混合物在二噁烷中的溶液內(nèi)。將反應混合物在80℃下加熱約12小時，冷卻至約10℃，再加入氫氧化鈉(50%水溶液，1.2ml)處理。然后在90分鐘內(nèi)向反應混合物中分批加入溴(0.9ml、0.02摩爾)，同時將溫度保持在20℃以下。在加料完成后，除去冷卻浴，將反應混合物攪拌90分鐘，然后倒入水中。水混合物用鹽酸酸化并過濾，濾餅用水洗滌并干燥，得到褐色固體狀的標題產(chǎn)物(0.72克)。
權利要求
1.一種制備2，4，5-三溴吡咯-3-腈的方法，它包括使有下式結構的[2-氰基-3-(二烷氨基)亞烯丙基]二烷基銨鹽(Vinamidiniumsalt)， 其中R、R1、R2和R3各代表C1-C4烷基，或者當R和R1及R2和R3連在一起時形成一個5-或6-元環(huán)，其中RR1和R2R3由-(CH2)4-或-(CH2)5-代表；以及X代表陰離子，與有H2NCH2CO2R4結構式的甘氨酸酯，其中R4是C1-C4烷基，以及第一堿，在第一溶劑的存在下反應以形成包括4-氰基吡咯-2-羧酸及有下式結構的4-氰基吡咯-2-羧酸酯的混合物， 其中R4的定義同上，在第二溶劑存在下用第二堿使所述的混合物水解以形成4-氰基吡咯-2-羧酸鹽，在第三溶劑存在下使所述的4-氰基吡咯-2-羧酸鹽與第三堿及溴化劑反應以形成所述的2，4，5-三溴吡咯-3-腈。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中第一堿選自由堿金屬的C1-C6烷氧化物及堿土金屬的C1-C6烷氧化物所組成的組，第二堿選自由堿金屬的氫氧化物和堿土金屬的氫氧化物所組成的組，第三堿選自由堿金屬的氫氧化物和堿土金屬的氫氧化物所組成的組。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中的第一堿是甲醇鈉，第二堿是氫氧化鈉，第三堿是氫氧化鈉。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中第一溶劑選自由N，N-二甲基甲酰胺和C1-C4醇所組成的組，第二溶劑選自由水和能與水混合的醚或其混合物所組成的組，第三溶劑選自由水和能與水混合的醚或其混合物所組成的組。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，第一溶劑是N，N-二甲基甲酰胺，第二溶劑選自由水、二噁烷和四氫呋喃或其混合物所組成的組，第三溶劑選自由水、二噁烷和四氫呋喃或其混合物所組成的組。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中溴化劑選自由溴、溴化吡咯鎓過溴化物及N-溴代琥珀酰亞胺所組成的組。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中R、R1、R2和R3各代表C1-C4烷基;X-是BF-4、ClO-4、HO2CCO-2或Cl-。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中R、R1、R2和R3、R4各是甲基、X-是BF-4、ClO-4、HO2CCO-2或Cl-。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中甘氨酸酯的存在量為1-5摩爾當量，第一堿的存在量是2-6摩爾當量，第二堿的存在量為1-8摩爾當量，第三堿的存在量是4-8摩爾當量，溴化劑的存在量是3-9摩爾當量。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中使〔2-氰基-3-(二烷氨基)亞烯丙基〕二烷基銨鹽與甘氨酸酯及第一堿在50-140℃溫度下反應，在25-90℃溫度下用第二堿使混合物水解，在0-25℃溫度下使4-氰基吡咯-2-羧酸鹽與第三堿和溴化劑反應。
全文摘要
本發(fā)明提供了制備2，4，5-三溴吡咯-3-腈的方法。2，4，5-三溴吡咯-3-腈是有用的殺軟體動物劑。
文檔編號C07B39/00GK1106799SQ9411860
公開日1995年8月16日 申請日期1994年11月30日 優(yōu)先權日1993年12月22日
發(fā)明者V·W·坎姆黑 申請人:美國氰胺公司