中國·金沙(8888js-VIP认证)官方网站-Macau game Center

欢迎访问金沙8888js官方官网!

CAS:158063-66-2,4-三氟甲基烟酸的合成研究

频道:产品知识 日期: 浏览:680

背景及概述

含吡啶杂环的中间体广泛应用于合成抗生素、农用杀虫剂、杀菌剂和除草剂等。4-三氟甲基烟酸是高效杀虫剂氟啶虫酰胺的重要中间体。氟啶虫酰胺 (开发代号 IKI-220,通用名 flonicamid,商品名 Aria、Carbine、Turbine 等) 是由日本石原产业株式会社发现,并与 FMC 公司共同开发的新烟碱类杀虫剂。其除具有触杀和胃毒作用,还具有很好的神经毒性和快速拒食作用,主要用于防治谷物、马铃薯、果树、棉花和蔬菜作物上的蚜虫,在推荐剂量下使用,对作物、人畜、环境等安全。氟啶虫酰胺工艺开发的难点在于其关键中间体 4-三氟甲基烟酸的合成。

合成

以三氟乙酰乙酸乙酯和氰基乙酰胺为原料,经环合、氯代、氢化还原、水解反应得到目标产物。经优化反应条件,以三氟乙酰乙酸乙酯计 4-三氟甲基烟酸的总收率达到 38.6%。该路线原料易得、收率高,适合工业化生产[1]。

4-三氟甲基烟酸的合成路线图图1 4-三氟甲基烟酸的合成路线图

合成实验

2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶 (中间体1) 的合成

称取 20.0 g (0.11 mol) 三氟乙酰乙酸乙酯、20mL 乙醇、9.1 g (0.11 mol) 氰基乙酰胺于带电动搅拌器的 250 mL 四口圆底烧瓶中,加热至回流,固体逐渐溶解,并变为黄色澄清溶液,反应 6 h 后滴加溶有 6.4 g (0.11 mol) 氢氧化钾的乙醇 (20 mL)溶液,有白色固体析出,反应回流 8 h。TLC 跟踪反应进程,反应结束后常压蒸馏溶剂,冷却抽滤烘干得白色粉末状固体中间体 1 18.4 g。收率达到87%,熔点为 277~279℃。1 H NMR (400 MHz, DMSO) δ: 5.43 (s, 1H, ArH), 10.63(s, 1H, ArH)。

2,6-二氯-3-氰基-4-三氟甲基吡啶 (中间体 2)的合成

称取 18.7 g (0.10 mol) 中间体 1 溶于 56 mL二氯乙烷,加入 35.0 g (0.23 mol) 三氯氧磷,低温 (<10℃) 下滴加 9.5 g (0.13 mol) N,N-二甲基甲酰胺,加热至回流,反应 4 h 后冷却至 70 ℃,小心加入到适量的冰水混合物中,搅拌 0.5 h,分层,水层用二氯乙烷萃取 (2×50 mL),合并有机层,无水硫酸钠干燥,抽滤,滤液旋蒸得棕色固体中间体 2 15.9 g。熔点为 39~40℃,收率为 72%。1 H NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ: 7.70 (s, 1H, ArH)。

2,6-二氯-4-三氟甲基烟酰胺 (中间体3) 的合成

将 33.0 g (0.14 mol) 中间体 2 与 2.1 g (0.02mol) 溴化钠混合于 100 mL 烧瓶中,30℃下慢慢滴加 40.6 g (0.33 mol) 80%硫酸,滴加时间 1 h。加热至 95℃,TLC 跟踪反应,12 h 反应结束,冷却至室温,缓慢倾入 100 g 冰水中,抽滤得白色固体中间体 3 29.0 g。熔点为 202~203℃,收率为 82%。1 H NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ: 7.58 (s, 1H, ArH), 6.27 (s,1H, -CONH 2 )。

4-三氟甲基烟酰胺 (中间体 4) 的合成

称取 25.9 g (0.10 mol) 中间体 3 置于高压釜中,加入无水甲醇 200 mL、无水碳酸钠 23.3 g(0.24 mol)、5%的 Pd/C 5 g,N 2 置换 2 次,充入氢气使压力达到 4 MPa,升温至 80℃搅拌 12 h。TLC 检测至反应完全,冷却至室温,抽滤,脱干溶剂得中间体 4 15.3 g。熔点为 174~176℃,收率为 80%。1 H NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ: 8.89-8.90 (d, J=4 Hz, 1H,ArH),8.82 (s, 1H, ArH), 8.18 (s, 1H, -CONH 2 ), 7.86 (s, 1H,-CONH 2 ), 7.81-7.82 (d, J=4 Hz, 1H, ArH)。

4-三氟甲基烟酸的合成

称取 10.0 g (0.05 mol) 中间体 4、21.32 g(0.16 mol) 30%氢氧化钠溶液于 100 mL 的烧瓶内,加热至 100 ℃,固体溶解并变为淡黄澄清溶液,TLC 跟踪反应,4 h 后停止加热,冷却至30℃,浓盐酸调 pH=3,冷却抽滤,少量水洗涤,干燥得目标产物 9.4 g。熔点为 146~148℃,收率为 94%。1 H NMR (500 MHz, DMSO) δ: 7.83-7.89 (d, J=30 Hz,1H, ArH), 8.99-9.00 (d, J=5 Hz, 1H, ArH), 9.10 (s, 1H, ArH),14.08 (s, 1H, -COOH)。

结论

本文以三氟乙酰乙酸乙酯和氰基乙酰胺为原料成功合成了 4-三氟甲基烟酸,探讨了催化剂对环合、氯代反应的影响,以及氢化还原反应和水解反应先后顺序对吡啶环上氰基的影响,确定了最佳反应条件。该合成路线原料易得,操作简便,收率高,适合工业化生产。

参考文献

[1]李杰, 陈浩, 周勋, 等. 3-氨甲基-4-三氟甲基吡啶的合成研究 [J].有机化学, 2008, 28 (9): 1637–1640.

免责申明金沙8888js官方所发布的新闻资讯只作为知识提供,仅供各位业内人士参考和交流,不对其精确性及完整性做出保证。您不应 以此取代自己的独立判断,因此任何信息所生之风险应自行承担,与金沙8888js官方无关。如有侵权,请联系我们删除!


0 留言

评论

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。