三氟甲基二氢三唑化合物及其合成方法

专利名称：三氟甲基二氢三唑化合物及其合成方法技术领域：本发明涉及一种含氟含氮杂环有机化合物及其合成方法，具体地说就是三氟甲基二氢三唑化合物以及以三氟甲基恶唑酮为原料合成三氟甲基二氢三唑化合物的方法。从目前农药所开发的结构看，除了少量的传统结构外，现多注重于含氟化合物和含氮杂环化合物的开发(张一宾，化学世界，第36卷，5.25.1995)，三唑类化合物作为杀菌剂、杀虫杀螨剂、除草剂和植物生长调节剂，在农业生产中得到了越来越广泛的应用，也已成为新农药开发的重要领域(尚尔才等，化工进展，1.11。1995)，同样在人类医学方面也有不可估量的影响。这样含氟的三唑类化合物的合成与开发就更具实际意义和广阔前景，也就是说将三氟甲基引入三唑类化合物会扩大杀虫谱。但在目前的文献中未见有对三氟甲基二氢三唑化合物的报道。另外从目前的合成方法，通常是酰胺与胺基的脱羧反应成三唑化合物，再三氟甲基化，不仅反应步骤多，操作繁琐，而且总得率低，毒副作用大。93年田伟生等申请了“一种从三氟甲基恶唑酮合成三氟甲基吡咯类化合物的方法”的方法专利(CN92108305.X)，该方法是在碱存在下，三氟甲基恶唑酮与活化的碳-碳不饱和化合物在室温下通过Mannich加成和脱羧反应得三氟甲基吡咯类化合物，该合成方法有反应步骤少、条件温和、得率高之优点。我们在此基础上针对三氟甲基二氢三唑化合物的结构特点探索一种简便有效地合成三氟甲基三唑化合物的方法。本发明目的是提供一种新型的三氟甲基二氢三唑化合物以及一种以三氟甲基恶唑酮为原料简便有效地合成三氟甲基二氢三唑化合物的方法。本发明的合成方法是在有机溶剂中，三氟甲基恶唑酮与活化的氮-氮不饱和键化合物在室温下通过碱的作用进行Mannich加成和脱羧反应得三氟甲基二氢三唑化合物。反应如下式所示 具体地说本发明是一种通式为 三氟甲基二氢三唑化合物，当其EWG为羧酸，或羧酸衍生物时，其脱羧产物极易被氧化成通式为 三氟甲基三唑化合物，其合成方法是以分子式为 的三氟甲基恶唑酮与分子式为EWG-N＝N-R的活化的氮-氮不饱和键化合物为原料，在室温条件下，在有机溶剂中和碱的作用下反应，制备通式为 的三氟甲基二氢三唑化合物的方法。其中R为取代、未取代、直链或支链Cn烷基(n＝1-10)、芳环基、杂环基或酯基，R1为芳环基，所述的芳环基可以是苯基、烷基苯基、苄基、硝基苯基、甲氧基苯基、卤代苯基、萘基，杂环基可以是吡啶基、吡喃基、呋喃基，EWG是吸电子基团，可以是氰基、酯基、三氟甲基、异氰基、酮基、烷基磺酸基、硝基、膦酸酯基。所述的三氟甲基恶唑酮、活化的氮-氮不饱和键化合物和碱的克分子比为1∶1-10∶0.5-2。推荐的克分子比为1∶1-5∶1-1.5。但过量的活化的氮-氮不饱和键化合物和碱并不影响本发明的合成反应。本发明的合成方法中所述的碱是有机胺类化合物，最好是叔胺或具有叔胺结构的氮杂环化合物以及无机氢化物，如1.8-二氮双环〖5.4.0〗十一-7-烯、1.5-二氮双环〖4.3.0〗壬-5-烯、1.4-二氮双环〖2.2.2〗辛烷、1.4.7-三甲基1.4.7-三氮杂环壬烷、N.N’-四甲基乙二胺、乙基二异丙胺、三乙胺、氢化钠、N.N-二乙基苯胺。本发明的合成方法中所述的有机溶剂可以是甲苯、二甲苯、苯、乙腈、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、乙醚、乙二醇二甲醚、四氯化碳。在上述有机溶剂中反应是有利于本发明的合成方法，其用量的多少对反应并无多大影响，能溶解反应物即可但并不以此为限。本发明的合成方法的反应时间至少1小时，推荐为1-8小时。反应时间的长短将会影响最终产品的得率，反应的得率为45％-90％。本发明与现有的技术和已有的专利相比，由于三氟甲基引入三唑类化合物将会扩大杀虫谱，该三氟甲基三唑化合物可开发成新一代农药和医学药品。其合成方法具备了反应步骤少、条件温和、操作简便和得率高的特点，使之在农药和医药方面的应用与开发更具实用价值和广阔前景。下述实施例将有助于理解本发明，但不限于本发明。实施例12，5-二苯基-3-三氟甲基-1，2-二氢三唑-羧酸乙酯(2a)溶解三氟甲基恶唑酮(275mg，1.2mmol)、苯基偶氮羧酸乙酯(203mg，1.2mmol.)在2ml二氯甲烷中，滴加1，8-二氮杂双环[5，4，0]十一-7-烯(0.18ml，1.2mmol)。在室温下，反应混合物搅拌反应4小时。减压除去反应溶剂得反应粗产品。它经过硅胶柱层析分离得到2，5-二苯基-3-三氟甲基-1，2-二氢三唑-羧酸乙酯。无色结晶。313mg，收率72％。分析数据如下所述。m.p.88-88.5℃IRν1740(C＝O)；1630(C＝N)cm-11H-NMRδ7.9-8.0(2H，m，Ar-H)，7.3-7.6(5H，m，Ar-H)，7.1-7.2(3H，m，Ar-H)，5.1(1H，q，C5-H)，4.0-4.3(2H，m，OCH2CH3)，1.1(3H，t，OCH2CH3)ppm.19F-NMR(CH2Cl2)δ2.1(s，CF3)ppmMS m/e364(M＋1)，363(M+)，294(M+1-HF)，290(M-CO2C2H5).C18H16F3N3O2计算值C59.50，H4.44，N11.56实测值C59.46，H4.23，N11.72实施例2实施条件如实施例1所述，不同之处及结果列于表1中。3-三氟甲基-5-苯基-1，2-二氢三唑-1，2-二羧酸乙酯(2b)m.p.86-87℃.IR(film)ν1750(C＝O)，1630(C＝N)cm-1。1H-NMRδ7.9(2H，m，Ar-H)，7.5(1H，m，Ar-H)，7.4(2H，m，Ar-H)，6.1(1H，q，J＝5.3Hz，C5-H)，4.2-4.4(4H，m，2XOCH2CH3)，1.4(3H，t，OCH2CH3)，1.1(3H，t，J＝7.1Hz，OCH2CH3)ppm.MS m/e360(M+1)，218(M-CO2CH2CH3)；174，146.C15H16F3N3O4计算值C50.14，H4.49，N11.69实测值C49.98，H4.19，N11.721，2-二苯甲酰基-3-三氟甲基-5-苯基-1，2-二氢三唑(2c)m.p.145℃IR(film)ν1690(C＝O)，1660(C＝N)cm-1.1H-NMRδ8.1-8.3(2H，m，Ar-H)，7.0-7.7(13H，m，Ar-H)，6.0(1H，q，J＝5Hz，C5-H)ppm.19F-NMRδ0.5ppm(d，J＝4Hz，CF3).MS m/e423(M+)，354，105.C23H16F3N3O2计算值C65.24，H3.81，N9.92实测值C65.65，H3.69，N9.861，2-二苯甲酰基-3-三氟甲基-5-甲氧基苯基-1，2-二氢三唑(2d)m.p.174℃IR(film)ν1710(C＝O)，1610(C＝N)cm-1.1H-NMRδ6.9-8.1(14H，m，Ar-H)；，5.7(1H，q，J＝5Hz，C5-H)，3.9(3H，s，OCH3)ppm.19F-NMR(CH2Cl2)δ-1(s，CF3)ppm.MS m/e453(M+)，384，105(PhCO).C24H18F3N3O3计算值C63.57，H4.00，N9.27实测值C63.70，H3.86，N9.22N，N-二甲基-2，5-二苯基-3-三氟甲基-1，2-二氢三唑甲酰胺(2e)m.p.130-132℃IR(film)ν1700(C＝O)，1640(C＝N)cm-1.1H-NMRδ8.0-8.4(2H，m，Ar-H)，7.4-7，.8(8H，m，Ar-H)，5.3-5.6(1H，q，J＝5Hz，C5-H)，3.0(6H，s，N(CH3)2)ppm.19F-NMR(CCl4)δ0(d，J＝6Hz，CF3)ppm.MS m/e363(M＋1)，362(M+)，293，72(Me2NCO，100).C18H17F3N4O计算值C59.66，H4.73，N15.46.实测值C59.68，H4.73，N15.64.实施例32，5-二苯基-3-三氟甲基-1，2-二氢三唑(3a)溶解80mg 2，5-二苯基-3-三氟甲基-1，2-二氢三唑-羧酸乙酯(2a)在1ml四氢呋喃中。加0.2ml 85％水合肼后，回流反应6小时。反应液用乙醚提取。提取液经洗涤、干燥后，减压除去溶剂得反应粗产品。它经过硅胶柱层析分离得到69mg 2，5-二苯基-3-三氟甲基-1，2-二氢三唑(3a)，无色结晶。收率95％。分析数据如下所述。m.p.186℃，分解。1H-NMR(acetone-d6)δ7.2-8.0(10H，m，Ar-H)，6.7-7.1(1H，brs，NH)；5.9-6.2(1H，q，J＝5Hz，C3-H)ppm.19F-NMRδ4.5ppm(d，J＝3Hz，CF3)ppm.MS291(M+)，222(M-CF3，100).C15H12F3N3计算值C61.83，H4.15，N14.43实测值C61.80，H4.15，N14.28溶解4a在氯仿中，经过空气氧化得到2，5-二苯基-3-三氟甲基三唑(4a)。收率98％。m.p.69-70℃1H-NMRδ8.2(2H，m，Ar-H)，7.6(5H，s，Ar-H)，7.4(3H，m，Ar-H)ppm.19F-NMR-15(s，CF3)ppmMS m/e290(M＋1)，289(M+)，194，91(C7H7).C15H10F3N3计算值C62.27，H3.49，N14.53.实测值C62.18，H3.47，N14.50 表1entry Ar R EWG solventtime(hryield(s) ％)a PhCO2Et CO2Et CH2Cl210 56b PhPh CO2Et CH2Cl2472c PhPhCO PhCO CH2Cl2155d PhPh Me2NCO toluene 570e p-CH3OPhPhCO PhCO CH2Cl2162f p-CH3OPhCO2Et CO2Et CH2Cl2460权利要求1.一种三氟甲基二氢三唑化合物，其特征在于通式为 其中R为取代、未取代、直链或支链Cn烷基(n＝1-10)、芳环基、杂环基或酯基，R1为芳环基，所述的芳环基可以是苯基、烷基苯基、苄基、硝基苯基、甲氧基苯基、卤代苯基、萘基，杂环基可以是吡啶基、吡喃基、呋喃基，EWG可以是氰基、酯基、三氟甲基、异氰基、酮基、烷基磺酸基、硝基、膦酸酯基，还可以是H。2.一种从分子式为 的三氟甲基恶唑酮直接合成通式为 的三氟甲基二氢三唑化合物方法，其特征在于在室温条件下和有机溶剂中，三氟甲基恶唑酮与分子式为EWG-N＝N-R活化的氮-氮不饱和键化合物在碱的作用下进行合成反应，其中R为取代、未取代、直链或支链Cn烷基(n＝1-10)、芳环基、杂环基或酯基，R1为芳环基，所述的芳环基可以是苯基、烷基苯基、苄基、硝基苯基、甲氧基苯基、卤代苯基、萘基，杂环基可以是吡啶基、吡喃基、呋喃基，EWG是吸电子基团，可以是氰基、酯基、三氟甲基、异氰基、酮基、烷基磺酸基、硝基、膦酸酯基，所述的三氟甲基恶唑酮、活化的氮-氮不饱和键化合物和碱的克分子比为1∶1-10∶0.5-2。3.一种如权利要求1所述的三氟甲基二氢三唑化合物，其特征在于当三氟甲基二氢三唑化合物的EWG基团为羧酸，或羧酸衍生物时，经脱羧所得三氟甲基二氢三唑化合物极易被氢化成通式 三氟甲基三唑化合物。4.一种如权利要求2所述的合成三氟甲基二氢三唑化合物的方法，其特征在于所述的三氟甲基恶唑酮、活化的氮-氮不饱和键化合物和碱的克分子比为1∶1-5∶1-1.5。5.一种如权利要求2或4所述的合成三氟甲基三唑二氢化合物的方法，其特征在于所述的碱是1.8-二氮双环〖5.4.0〗十一-7-烯、1.5-二氮双环〖4.3.0〗壬-5-烯、1.4-二氮双环〖2.2.2〗辛烷、1.4.7-三甲基1.4.7-三氮杂环壬烷、N.N’-四甲基乙二胺、乙基二异丙胺、三乙胺、氢化钠、N.N-二乙基苯胺。6.一种如权利要求2或4所述的合成三氟甲基二氢三唑化合物的方法，其特征在于所述的有机溶剂是甲苯、二甲苯、苯、乙腈、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、乙醚、乙二醇二甲醚、四氯化碳。全文摘要本发明涉及一种三氟甲基二氢三唑化合物及其从三氟甲基噁唑酮与活化的氮-氮不饱和键化合物反应合成该含氟三唑化合物的方法。该合成方法是在室温下、在有机溶剂中、在碱的作用下三氟甲基噁唑酮与活化的氮-氮不饱和键化合物进行Mannich加成和脱羧反应而得，该方法具有反应步骤少、条件温和、操作简捷、得率高的优点。该含氟三唑化合物可被开发成新一代农药和医学药品。该合成方法还适用于制备其它含氟或含氮杂环有机化合物。文档编号C07D249/00GK1140711SQ9511169公开日1997年1月22日 申请日期1995年7月17日 优先权日1995年7月17日发明者田伟生, 励军, 罗雍容, 陈毓群 申请人:中国科学院上海有机化学研究所