由氯代马来酸酯或氯代富马酸酯或其混合物制备取代或无取代-2，3-吡啶二羧酸酯的方法

专利名称：由氯代马来酸酯或氯代富马酸酯或其混合物制备取代或无取代-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)烟酸、酯或盐的有用的中间体。本发明的目的是提供一种用氯代马来酸二烷基酯或氯代富马酸二烷基酯或其混合物，一种铵盐，在可有可无氨和适当取代的α，β-不饱和醛或酮存在下制备取代或无取代-2，3-吡啶二羧酸酯的方法。在此描述的本发明涉及一种新颖的制备具有结构式Ⅰ的取代或无取代-2，3-吡啶二羧酸酯的方法， 其中，R为C1-C6的烷基;X和Z分别是H，卤素，C1-C4的烷基，C1-C4的烷氧基或C2-C5的烯基;Y是H，卤素，被也可不被1到3个卤素、羟基、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。具有结构式Ⅰ的化合物是有用的制备有除草作用的2-(2-咪唑啉-2-基)烟酸酯的中间体。制备所述除草性烟酸酯的方法在美国专利4，758，667号中有所描述，如下所示， 其中，R1是H或C1-C4的烷基;R2是H，卤素，C1-C4的烷基，C3-C6的环烷基或者R1和R2在一起成为一可有可无甲基取代的C3-C6的环烷基，X、Y和Z与结构式Ⅰ中的相同。现已发现具有结构式Ⅰ的吡啶-2，3-二羧酸酯能高效且实际地由具有结构式Ⅱ的氯代马来酸酯或具有结构式Ⅲ的氯代富马酸酯或其混合物，其中R为C1-C6的烷基，通过将氯代马来酸酯或氯代富马酸酯与至少等摩尔数的铵盐，如乙酸铵，可有可无氨存在，在合适的溶剂，如C1-C4的烷基醇中反应形成烯胺中间体，所述中间体与至少等摩尔数的具有结构式Ⅳ的α，β-不饱和醛或酮，其中X、Y和Z同对结构式Ⅰ的描述相同，在酸，如乙酸存在下反应制备。过程如流程Ⅰ所示。流程Ⅰ 能在本发明的方法中使用的铵盐包括乙酸铵，丙酸铵，硫酸铵，碳酸铵，碳酸氢铵，氨基甲酸铵，氨基磺酸铵等等。在本发明的实施例中，可以使用极性溶剂，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，亚砜如二甲基亚砜，砜等等。可用于本发明的方法中的具有结构式Ⅳ的α，β-不饱和醛或酮是丙烯醛，异丁烯醛，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-甲氧基异丁烯醛，α-氯代异丁烯醛，α-三氟代异丁烯醛，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。在本发明的另一实施例中，反应混合物包括前面形成的中间体和具有结构式Ⅳ的α，β-不饱和醛或酮，可用脱氢催化剂处理，诸如这方面常规用的催化剂，包括铂，钯，钌，铱，镍，铁，铜，锑，钴，铑等金属或其化合物。脱氢催化剂通常是以具有脱氢作用的金属或其化合物沉积在合适的载体上，如氧化铝，碳，粘土，沸石，氧化铬，氧化锆等等。这样，具有4，5和6位取代的吡啶-2，3-二羧酸酯可以方便地通过在适当的溶剂中掺合具有结构式Ⅱ的氯代马来酸二烷基酯或具有结构式Ⅲ的氯代富马酸二烷基酯与至少等摩尔数的铵盐，可有可无在适当溶剂中的无水氨存在下反应，可也可不加热该反应混合物直到反应基本完全，可也可不过滤该反应混合物，向滤液或未过滤的反应混合物中加入酸，如无机酸，硫酸，磷酸，有机酸如甲酸，乙酸或丙酸等等，使pH值至少为4，用至少等摩尔数具有结构式Ⅳ的α，β-不饱和醛或酮处理，可有可无脱氢催化剂存在下，将所得反应混合物加热或不加热直到期望的具有结构式Ⅰ的吡啶二羧酸酯形成完全。反应产物可用标准纯化技术分离，如分馏，重结晶，萃取，液相色谱等等。烯胺第二中间体和具有结构式Ⅰ的吡啶二羧酸酯的形成速率依赖于温度，即通过加热反应混合物到45℃或更高温度，可以有效地缩短反应时间。为了便于进一步理解本发明，提供下面例子主要是为了说明本发明的某些更具体的细节，本发明并不被视为受其所限。术语1HNMR和IR分别表示质子核磁共振和红外。除非另外说明，所有的量均以重量计。实例1在氨和乙酸铵存在下由氯代马来酸二乙酯制备5-乙基-2，3-吡啶二羧酸二乙酯。用无水氨(1.0g，0.06ml)处理在乙醇中的氯代马来酸二乙酯(4.10g，0.02mol)和乙酸铵(1.54g，0.02mol)的混合物，在室温下搅拌16小时，在70℃，在16小时内分两批将10ml乙酸和2-乙基丙烯醛(5.04g，0.06mol)加入，真空浓缩得油状残留物。将该残留物溶于甲苯，过滤，滤液在真空中蒸干得油状物。将所得油状物真空蒸馏得标题产物为褐色油状，沸点151-152℃(2mmHg)。实例2在乙酸铵存在下由氯代马来酸二乙酯制备5-乙基-2，3-吡啶二羧酸二乙酯的方法。在70℃加热乙酸铵4.62g(0.06mol)和氯代马来酸二乙酯(4.10g，0.02mol)在乙醇中的混合物共48小时，过滤并用乙醇洗涤滤块。在合并的滤液中，在70℃分两批将10ml乙酸和2-乙基丙烯醛(4.62g，0.06mol)加入，在70℃加热一共6小时，在真空中浓缩得油状残留物。这样得到的油状物经真空蒸馏得标题产物为褐色油状，沸点151-152℃(2mmHg)。实例3由氯代富马酸二乙酯制备5-乙基-2，3-吡啶二羧酸二乙酯搅拌着的乙酸铵(7.0g，0.9mol)，无水氨(0.2g，0.012mol)和7∶1混合的氯代富马酸二乙酯和氯代马来酸二乙酯的混合物在乙醇中的溶液在70℃加热12小时，冷却到25℃并过滤。用乙醇洗涤滤块，真空浓缩合并的滤液。用乙酸和2-乙基丙烯醛(5.0g，0.06mol)处理这样得到的浓缩过的反应混合物，在70℃加热搅拌6小时，真空浓缩得油状残留物。所得残留物溶于二氯甲烷，水洗并分馏得标题产物为褐色油状物，沸点151-152℃(2mmHg)。实例4由氯代马来酸二烷基酯制备取代-2，3-吡啶二羧酸二烷基酯用与实例1基本相同的步骤，换用适当的α，β-不饱和醛，得下列化合物，并用1HNMR和IR光谱分析法鉴定。 X Y Z RH CH3H C2H5H CH2OCH3H C2H5H CH2Cl H C2H5H H H C2H5实例5由氯代富马酸二烷基酯制备取代-2，3-吡啶二羧酸二烷基酯用与实例3基本相同的步骤，换用适当的α，β-不饱和醛，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光谱分析法鉴定的。权利要求1.一种制备以结构式I为特征的化合物的方法，其中R为C1-C6的烷基；X和Z分别是氢，卤素，C1-C4的烷基，C1-C4的烷氧基或C2-C5的烯基；Y是氢，卤素，被也可不被1到3个卤素、羟基、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结构式Ⅱ或结构式Ⅲ的化合物或其混合物，其中R是C1-C6的烷基，与铵盐在溶剂存在下，在可有可无氨存在下，反应形成一中间体，该中间体与具有结构式Ⅳ的α，β-不饱和醛或酮，其中X、Y和Z如前所述，在酸存在下反应形成具有结构式I的吡啶二羧酸酯化合物。2.如权利要求1所述的制备具有结构式Ⅰ的吡啶二羧酸酯化合物的方法，其特征在于X和Z是氢，Y是氢，卤素，或被或不被1-3个卤素、C1-C4的烷氧基或C1-C4的烷硫基取代的C1-C4的烷基。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于溶剂是一种极性溶剂，酸是乙酸，以及中间体是在45℃或更高温度下形成的。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于具有结构式Ⅰ的吡啶二羧酸酯化合物是在45℃或更高温度下形成的。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，制得的具有结构式Ⅰ的化合物是选自由下列组成的一组物质，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.如权利要求5所述的方法，其特征在于，制得的具有结构式Ⅰ的化合物是选自由下列组成的一组物质，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。全文摘要提供一种通过将氯代马来酸二烷基酯或氯代富马酸二烷基酯或其混合物与一种铵盐在可有可无氨和适当取代的α，β-不饱和醛或酮存在下反应制备吡啶二羧酸二烷基酯的方法。文档编号C07D213/80GK1062724SQ9110390公开日1992年7月15日 申请日期1991年6月5日 优先权日1990年6月15日发明者艾伯特·安东尼·塞瓦斯科, 乔治·阿内罗·基亚雷罗, 威廉·弗雷德里克·里克尔 申请人:美国氰胺公司