丙烯腈化合物的制造方法

專利名稱：丙烯腈化合物的制造方法
技術領域：
本發明涉及作為國際專利申請公開WO97/40009號小冊子所記栽的農 業園藝用的有害生物防除劑的3-酰氣基丙烯腈化合物的工業制造方法，還 涉及一種3-氧代丙腈化合物的工業制造方法，其是3-酰氧基丙烯腈化合物 的中間體、可用作以醫藥農藥等生理活性物質為代表的各種精細化學藥品
的中間體。
背景技術：
作為3-酰氣基丙烯腈的化合物的制造方法，已知有如下方法。
雖然有使3-氧代丙腈化合物與酰氯化物反應而得到3-酰氧基丙烯腈化 合物的例子，但是生成物為E、 Z立體異構體的混合物，沒有記載以高收 率只得到一種異構體(參照例如專利文獻l、專利文獻2和專利文獻3)。
還公開了 可以使3-氧代丙腈化合物與酰氯化物>^應來制造一種異構 體，但是其實施例僅為氯甲酸衍生物，沒有使用羧酸酰氯的實施例(參照 例如專利文獻4)。
使乙腈化合物與芳香族酯化合物反應的3-氧代丙腈化合物的制造方 法，與使乙腈化合物與芳香族酸酰氯化物反應的3-氧代丙腈化合物的制造 方法相比較，前者在工業上更有利。
即，具有如下優點不需要經過所謂的將芳香族酯化合物水解然后變 換為芳香族酸酰氯化物的2個階段，以及與使用芳香族酸酰氯化物的反應相比可以將所使用的堿的量減少一當量。
目前，作為使乙腈化合物與芳香族酯化合物反應的3-氧代丙腈化合物 的制造方法，已知有如下方法。
在非專利文獻1和非專利文獻2中記載了在THF溶劑中使用氫氧化鈉 或二異丙基酰胺鋰的制造方法，但是所使用的磁^價格昂貴并且在工業制造 中存在操作上的危險性。
在非專利文獻3、非專利文獻4和專利文獻5中記載了在乙醇溶劑中 使用乙醇鈉的制造方法，但是由于副產物多，所以收率低。
在專利文獻4中記載了在甲苯溶劑中使用固體乙醇鈉的例子，但是其 收率低。此外，在非專利文獻5、專利文獻6和專利文獻7中記載了在曱 苯溶劑中使用甲醇鈉的曱醇溶液或者固體甲醇鈉，在反應后或者在反應過 程中間歇地或者連續地將副生的甲醇蒸餾除去，但是收率不高，為38~76 %。在該方法中通過除去副生的甲醇來提高收率，但是，由于溶劑也被一 起蒸餾除去，因而在工業上存在如下缺點需要在補加溶劑的同時進行蒸 餾除去等，操作變得繁瑣，且需要大量的溶劑。
另外，專利文獻8記載了使用鎂的醇鹽的方法，但是鎂的醇鹽價格昂 貴，不是通用的試劑，不能用于工業中。
此外，作為將E-3-酰氡基丙烯腈化合物或其與Z-3-酰氡基丙烯腈化合 物的混合物異構化來得到Z"3-酰氧基丙烯腈化合物的方法，記載有利用光 進行異構化的方法(參照例如專利文獻4)。但是并不知道，利用E型與 Z型的溶解度的差的通過有M進行異構化來得到純的ZO-酰氡基丙烯腈 化合物的方法。
專利文獻1:國際專利申請乂>開WO97/40009號小冊子 專利文獻2:國際專利申請^Hf W098/35935號小冊子 專利文獻3:國際專利申請公開W099/44993號小冊子 專利文獻4:國際專利申請乂>開WO01/09086號小冊子 專利文獻5:特開昭59-110691號公報 專利文獻6:國際專利申請公開WO01/2卯03號小冊子專利文獻7:國際專利申請^^開WO01/07410號小冊子 專利文獻8:國際專利申請7>開WO01/68589號小冊子 非專利文獻l: J.Org.Chem., 65， 4515 (2000) 非專利文獻2: Tetrahedron Lett.， 38， 8121 (1997) 非專利文獻3: J.Chem.Soc.Perkin trans. I， 1297 (1989) 非專利文獻4: J. Am.Chem. Soc.， 110, 4008 (110) 非專利文獻5: Chem.Pharm.Bull.， 30， 1033 (1982)。

發明內容
本發明要解決的課JI^1提供一種工業上有利的3-酰氡基丙烯腈化合物 和3-氧代丙腈化合物的制造方法。
本發明者們為解決上述問題進行了深入的研究，結果發現了，通過3-氧代丙腈化合物與酰氯化物的反應來立體選擇性地分別制造E型、Z型的 3-酰氧基丙烯腈化合物的方法，進而發現了，使乙腈化合物與芳香族酯化 合物反應，同時使用堿金屬醇鹽、在脂肪烴溶劑中、并根據需要在極性溶 劑的存在下，共沸鎦去副生的醇，工業上廉價、具有通用性的高收率的中 間體3-氧代丙腈化合物的制造方法，從而完成了本發明。
即，本發明涉及下述[1]~[16。所述的制造方法，使用上式(l)(式中，Ar1、 A一分別定義同上)所示的3-氧代丙腈化合物，該3-氧代丙腈化合物是用 下述方法制造的，所述方法的特征在于，
使上式(5)所示的乙腈化合物與上式(6)所示的芳香族酯化合物反 應，同時使用堿金屬醇鹽，在脂肪烴溶劑中，在極性溶劑的存在下，共沸 餾去副生的醇，并用分液槽進行分離。所述的3-氧代丙腈化合物的制造方法，上M 金屬醇鹽為甲醇鈉或其甲醇溶液。如[5、[6、[7]或[8所述的3-氧代丙腈化合物的制造方法，上述月旨 肪烴溶劑為庚烷。[11如[61或[8所述的制造方法，上述極性溶劑為二甘醇單乙基醚與二 甘醇二甲基醚的混合溶劑或者5-乙基-2-曱基p比啶。、 [61、 [7、[8、[9]、 [IO卜11或[12所 述的制造方法，Ar1為可被取代的苯基、可被取代的噻唑基、可被取代的 吡哇基或可被取代的三哇基。如[l、[2]、 [3、[45、[6、[7、[8、[9、[10、[1112或 [13所述的制造方法，Ar2為可被取代的吡哇基或可被取代的瘞唑基。3、[45、[6、[7、[8]、 [9]、 [10、[11或[12]所 述的制造方法，A—為4-叔丁基^^， A一為1，3，4-三曱基-5-吡峻基或3-氯 -1，4-二曱基-5-吡峻基。、 [11或[12所 述的制造方法，A/為2-苯基-5-乙基-l，2,3-三唑-4-基，A一為1，3,4-三曱基 -5-吡#或3-氯-l，4-二曱基-5-吡咬基。
具體實施例方式
作為本發明適用的化合物，在式(l)所示的3-氧代丙腈化合物、式(2) 所示的酰氯化物、式(3 )、式(4 )所示的3-酰氡基丙烯腈化合物、式(5 ) 所示的乙腈化合物、式(6)所示的芳香族酯化合物中，作為A—和Ar2， 可以列舉出被取代基A取代了的苯基和被取^ A取代了的雜芳基，作為 取4^A，可以列舉出可被取代的取代基B、鹵原子、M、硝基等，作 為取4mB,可以列舉出烷基、囟代烷基、苯基、雜芳基、烷M等，作 為R1，可以列舉出可被取4^C取代的烷基、可被取^D取代的苯基 或者可^皮取^^D取代的雜芳基，作為取4mC，可以列舉出烷lL&、卣 原子、M、硝基等，作為取^^D，可以列舉出烷基、烷^、鹵代烷 基、卣原子、！l&、硝基等，作為R2，可以列舉出可被取代的烷基。作為雜芳基，可以列舉出呋喃-2-基、呋喃-3-基、p比咯-1-基、吡咯-2-基、吡咯誦3畫基、巧悉哇誦2誦基、巧悉哇誦4-基、噴、哇-5誦基、漆哇-2墨基、噢唑4誦 基、噢峻-5-基、咪喳-l-基、咪唑-2-基、咪唑-4-基、異噁唑-3-基、異噁唑 -4-基、異噁唑-5-基、異塞喳-3-基、異噢唑-4-基、異塞唑-5-基、吡唑-l-基、 p比哇-3-基、他哇-4-基、吡唑-5-基、1，3，4-噴、二唑-2-基、1，3,4-瘞二唑-2-基、 1，2,4-嗜、二唑-3-基、1,2，4-唾、二唑-5國基、1，2，4-漆二唑畫3-基、1，2，4-逸二唑-5-基、1，2，4-三哇-1-基、1，2,4-三唑-3-基、1，2，4-三唑-5-基、1，2，3-蓉二唑-4-基、 1，2，3-漆二唑-5-基、1，2,3-三唑-1-基、1,2，3-三喳-2-基、1,2,3-三唑-4-基、1,2,3,4-四唑-l-基、1,2，3,4-四唑-2-基、1,2，3，4-四唑-5-基、吡咬-2-基、吡咬-3-基、 他咬曙4-基、嘧咬-2-基、嘧咬國4-基、嘧咬-5國基、p比嚷-2-基、^if3國基、歧 #~4-基、1，3，5-三噪-2-基、1，2，4-三備3-基、1，2，4-三參5-基、1，2，4-三參6-基、1，2，4，5-四#~3-基、3-吡唑tl-基、3-吡唑#~3-基、3-吡唑^4-基、3-吡唑#-5-基、1-咪唑#>3-基、l-咪唑^2-基、l-咪唑參4-基、4-咪唑#"2-基、2-噁唑水2-基、2-噁唑#>4-基、2-噁唑#^5-基、2-異噍喳#~3-基、2-異嗜、喳>#_4-基、2-異噁唑#-5-基、2-嚷峻羋2-基、2-塞峻羋4-基、3-蓬峻 #~2-基、咪唑#"2-酮-1-基、2-咪峻啉酮-l-基、3 (2H )-逸漆酮-2-基、3 (2H) 隱^i溱酮國4醒基、3 (2H)-歧噢酮-5畫基或3 (2H)畫喊溱酮國6畫基等。
作為M，有直鏈或支鏈狀烷基，可以列舉出甲基、乙基、正丙基、 異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、仲丁基、戊-l-基、戊-2-基、戊-3-基、 2-甲基丁-l-基、2-甲基丁-2-基、2-甲基丁-3-基、3-甲基丁-l-基、2，2-二曱基 丙-l-基、己-l-基、己-2-基、己-3-基、l-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊 基、4-甲基戊基、l，l-二甲基丁基、1，2-二甲基丁基、1，3-二甲基丁基、2，2-二曱基丁基、2，3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、l-乙基丁基、2-乙基丁基、 1,1,2-三甲基丙基、1，2,2-三甲基丙基、l-乙基-l-甲基丙基、l-乙基-2-曱基 丙基、正庚基、正辛基、正壬基、正十一烷基、正十二烷基、正十三)^、 正十四烷基、正十五烷基、正十六統基、正十七烷基、正十八烷基、正十 九烷基、正二十烷基等。
作為烷M，有直鏈或支鏈狀的烷lL^,可以列舉出甲氣基、乙^、正丙氧基、異氧丙基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氡基、叔丁氧基、正戊
M、 1-曱基丁基狄、2-甲基丁基猛、3-甲基丁基緣、l，l-二曱基丙 基H&、 1，2-二甲基丙基氧基、2，2-二曱基丙基緣、1-乙基丙基猛、正 己基氧基、l-曱基戊基lL^、 2-甲基戊基猛、3-曱基戊基氧基、4-曱基戊 基IL^、 1,l-二甲基丁基lL^、 1,2-二甲基丁基fL^、 1,3-二曱基丁基lL^、 2，2-二甲基丁基氧基、2,3-二曱基丁基lL^、 3，3-二甲基丁基氧基、1-乙基丁 基氧基、2-乙基丁基氧基、1，1,2-三曱基丙基氧基、1，2，2-三甲基丙基氧基、 l-乙基-l-甲基丙基氧基、l-乙基-2-曱基丙基氡基、正庚基氧基、正辛基氧 基、正壬基氧基和正癸基氧基等。
作為鹵代烷基，有直鏈或支鏈狀面代烷基，可以列舉出氟甲基、氯曱 基、溴曱基、氟乙基、氯乙基、溴乙基、氟代正丙基、氯代正丙基、二氟 甲基、氯二氟甲基、三氟甲基、二氯甲基、三氯甲基、二氟乙基、三氟乙 基、三氯乙基、氯二氟甲基、溴二氟甲基、三氟氯乙基、六氟正丙基、氯 丁基、氟丁基、氯代正戊基、氟代正戊基、氯代正己基、氟代正己基等. 作為囟原子，可以列舉出氯原子、氟原子、溴原子、碘原子等。 3-氧代丙腈化合物與式(7 )所示的3-幾基丙烯腈化合物是互變異構體 的關系，為同一化合物。
(式中，Ar1、 A一分別定義同上)
用于得到3-酰氡基丙烯腈化合物的3-氧代丙腈化合物與酰氯化物^ 時所使用的試劑和反應條件如下所述，但并不限于這些。
在使酰氯化物>^應時不使用堿將副生的氯化氫從系統內除去的方法如 下所述，但是并不限于此。
作為酰氯化物的使用量，優選相對于lmol的3-氧代丙腈化合物，為 0.5~10mol，進一步優選為2~5mol。在過剩的成分為低沸點的酰氯化物 時，可以通it^反應后餾去回收進行再利用。作為反應中4吏用的溶劑，只要^^對本反應惰性的溶劑，就沒有特別的
限制，可以列舉出例如乙醚、甲基^叔丁基醚、四氫呋喃、二曱n基甲烷、
二乙n&曱烷、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇二丁基醚、二
甘醇二曱基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇二丁基醚、三甘醇二甲基醚、1,4-
二喁、烷等醚類，戊烷、己烷、環己烷、曱基環己烷、庚烷、辛烷、癸烷等 脂肪烴類，苯、甲苯、鄰二曱苯、間二甲苯、對二甲苯、乙基苯、氯苯、 鄰二氯苯、間二氯苯、對二氯苯、硝基苯、四氫化萘等芳香族烴類，乙腈、 丙腈等腈類，乙酸曱酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯等酯類。這些溶 劑可單獨或組^^吏用.
作為溶劑的使用量，優i^目對于3-氧代丙腈化合物為1~20倍量，進 一步優選為3~10倍量。
作為反應溫度，優選為50 120X:，進一步優選為60~100"€。
作為用于除去反應中的副生的氯化氫的方法，可以列舉出，在減壓下 脫氯化氫、同時滴加酰氯化物，或者在氣相或者反應液中流通氮氣、氬氣 等對反應惰性的氣體的氣流來進行充氣，在利用惰性氣體的攜帶、排出而 脫氯化氫的同時，滴加酰氯化物的方法，但是并不限于這些方法。
如果在^JL時不將氯化氫除去，則立體選擇性降低，反應停止。
酰氯化物的滴加時間為，考慮到副生的氯化氫的除去逸變、要花費大 于等于除去氯化氫所用的時間，但通常為1~15小時，滴加后的^^應時間 通常為1小時~10小時.
^J[結束后，將過量的酰氯化物餾去回收或者將其在冷卻至室溫或其 以下后用堿水分解，然后利用萃取操作，可以溶液的形式得到3-酰氡基丙 烯腈化合物。進而，還可以通過對該溶液直接進行冷卻而析出結晶或者蒸 餾除去溶劑，然后加入析晶溶劑，使其重結晶，然后過濾，來得到結晶。
在使酰氯化物反應時使用有機喊或無機喊的方法如下所述，但是并不 限于此。
作為酰氯化物的使用量，優選相對于lmol的3-氧代丙腈化合物為 0.5~2mol，進一步優選為1.0 ~ 1.2mol。作為反應中使用的溶劑，只要是在本反應中不活潑的溶劑，就沒有特 別的限制，可以列舉出例如乙醚、甲基叔丁基醚、四氫呋喃、二甲氣基曱 烷、二乙氡基甲烷、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇二丁基醚、 二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇二丁基醚、三甘醇二甲基醚、
1，4-二噁烷等醚類，戊烷、己烷、環己烷、甲基環己烷、庚烷、辛烷、癸 烷等脂肪烴類，苯、甲苯、鄰二甲苯、間二曱苯、對二甲苯、乙基苯、氯 苯、鄰二氯苯、間二氯苯、對二氯苯、硝基苯、四氫化萘等芳香族烴類， 乙腈、丙腈等腈類，乙酸曱酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯等酯類。 這些溶劑可單獨或組合使用。
作為溶劑的使用量，優選相對于3-氧代丙腈化合物為1~20倍量，進 一步優選為3 ~ 10倍量。
作為有機堿，可以列舉出三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、N，N-二 甲基苯胺、N，N-二甲基苯曱胺等叔胺類，吡啶、N，N-二甲基氨基吡啶、曱 基吡啶、二甲基吡啶、全啉等吡啶類，在工業上優選三丁胺、N，N-二曱苯 胺、N，N-二甲基苯甲胺等可回收再利用的有機堿。
作為有機喊的使用量，優選相對于lmol的3-氧代丙腈化合物為0.5 ~ 3mo1,進一步優選為1.0 ~ 1.2mol。
作為無機堿，可以使用與3-氧代丙腈化合物反應生成鹽的無機喊，可 以列舉出碳酸鋰、碳酸氳鈉、碳酸鈉、碳酸氳鐘、碳酸鉀、碳酸銫等堿金 屬的碳酸氫鹽或碳酸鹽，碳酸鎂等堿土類金屬的碳酸鹽，氬氧化鋰、氬氧 化鈉、氫氧化鉀等磁^金屬的氫氧化物，氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鋇、 氫氧化鍶等堿土類金屬的氫氧化物等，在工業上，優選廉價的碳酸鈉、碳 酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀等。
作為無機堿的使用量，優選相對于lmol的3-氧代丙腈化合物為0.5 ~ 4.0mol，進一步優選為1.0 ~ 1.5mol。
在使用無機減時，如果在生成3-氧代丙腈化合物后，蒸鐳除去副生的 水后進行反應，則可以減少酰氯化物的使用量。
作為使用有機喊時的反應溫度，可以為從極低的溫度到溶劑的沸點的溫度，但優選為-10 20"C。
作為使用無機堿情況下的反應溫度，在生成3-氧代丙腈化合物的鹽時， 必須加熱至~溶劑的沸點的溫度，優選加熱至60*C ~溶劑的沸點的溫 度。在使之生成鹽后的與酰氯化物的反應溫度通常可以為極低的溫度~溶 劑的沸點，更優選為-10 20X:。
作為使用有M或者無機堿情況下的反應后的處理，在所使用的溶劑 不溶于水的情況下，在直接進行水洗后，或者在所使用的溶劑溶于水的情 況下，在蒸鎦除去后、或者直接加入萃取溶劑進行萃取后，可以以溶液的 形式得到3-酰氧基丙烯腈化合物。進而，將該溶液直接冷卻使其結晶析出， 或者也可以在蒸鎦除去溶劑后、加入析晶溶劑、使其重結晶、然后通過過 濾來得到結晶。
在使3-酰氧基丙烯腈化合物的E、 Z混合物異構化來得到Z-3-酰氧基丙烯腈化合物時所使用的試劑和^^應條件如下所述，但并不限于此。
關于反應溶劑的種類及其使用量、有機堿的種類，與在使酰氯化物反 應時使用有機堿來制造E-3-酰氧基丙烯腈化合物的情況一樣。
作為溶劑的4吏用量，其也隨著溶劑的種類的不同而不同，優選例如相 對于3-酰氧基丙烯腈化合物為1倍量~ 5倍量。
作為有機堿的使用量，優選相對于lmol的3-酰氧基丙腈化合物為 0.01 ~ 2.0mol，進一步優選為0.1 ~ l.Omol。
上述應可以通過在溶劑中加熱3-酰氣基丙烯腈化合物的E、 Z混合 物與有M,然后在使Z"3-酰fL^丙烯腈化合物結晶析出的同時，緩慢冷 卻，過濾，來得到Z-3-酰氡基丙烯腈化合物。這時，如果在冷卻時添加Z-3-酰氧基丙烯腈化合物的晶種，則可以發生快速的結晶化、異構化而提高收 率。
為了得到3-氧代丙腈化合物，在使乙腈化合物與芳香族酯化合物反應 時使用的試劑和應^應條件如下所述，但并不限于此。
作為乙腈化合物的使用量，優i^f目對于lmol芳香族酯化合物為1.0 ~ 2.0mol，進一步優選為1.0 ~ 1.2mol。作為芳香族酯化合物的酯部分，可以列舉出甲基、乙基、丙基、異丙 基、丁基、戊基等直鏈或支鏈烷基或節基、苯乙基等取代烷基，但是從容 易除去所生成的醇的觀點出發，優選曱基、乙基等低沸點醇的酯，最優選 反應所副生的醇與脂肪烴溶劑分離的甲酯.
作為堿金屬醇鹽，可以列舉出鋰、鈉、鉀、銣、銫等的甲醇鹽或乙醇 鹽等，最優選>^應所副生的醇為與烴溶劑分離的曱醇、且廉價、在工業上 通用的甲醇鈉，從操作的容易性的觀點出發，進一步優選為甲醇鈉的曱醇 溶液。
作為堿金屬醇鹽的使用量，優選相對于lmol芳香族酯化合物為0.5 ~ 2.0mol,進一步優選為1.0 ~ 1.3mol。
作為脂肪烴溶劑，可以列舉出2-曱基戊烷、甲基環戊烷、己烷、環己 烷、曱基環己烷、庚烷、辛烷、2,2，4-三曱基戊烷、壬烷等，但優選與曱醇 分離、沸點較高的環己烷、曱基環己烷、庚烷、辛烷、2,2,4-三甲基戊烷等， 從價格和操作的容易性的觀點出發，在工業上進一步優選為庚烷。烴溶劑
還可以是2種或其以上的混合溶劑。
作為脂肪烴溶劑的使用量，優選相對于芳香族酯化合物為3 ~ 20倍量， 進一步優選為5 ~ 12倍量。
此外，還可以根據需要使用極性溶劑。極性溶劑使伴l^應而生成的 3-氧代丙腈化合物的堿金屬鹽以結晶形式迅速析出。在僅使用脂肪烴溶劑、 >^金屬鹽形成油狀而析出時，有時在結晶時會產生槽壁附著等，因而極性 溶劑的存在常常是有用的。
作為極性溶劑，可以列舉出2-甲基吡啶、3-曱基吡啶、4-甲基吡啶、 5-乙基-2-甲基吡啶、2，3-二曱基P比吱、2,4-二甲基吡啶、3,5-二甲基吡咬、 2,6-二曱基他咬、2，4,6-三甲基，比咬、奮啉等吡咬類，丁醚、二甘醇二甲基 醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇二丁基醚、三甘醇二曱基醚、三甘醇二乙基 醚等醚類，二甘醇單甲基醚、二甘醇單乙基醚、二甘醇單丁基醚、三甘醇 單甲基醚、三甘醇單乙基醚等具有醚結構的醇類等高沸點的溶劑類，其中， 優選例如5-乙基-2-曱基吡啶、二甘醇二甲基醚、二甘醇單乙基醚等的后處理時可以分離除去到廢水中的溶劑類。這些溶劑還可以混^^吏用。
作為極性溶劑的使用量，優i^目對于芳香族酯化合物為0.01~5倍量， 進一步優選為0.1 ~ 1倍量。
此外，在不防礙烴溶劑與甲醇的分離的范圍內，還可以在上述溶劑中 少量混入芳香族醚類、醇類等不影響反應的溶劑類。
在將乙腈化合物、芳香族酯化合物、烴溶劑、極性溶劑的混合物通過 分液槽進行回流的同時、緩慢添加甲醇鈉使其反應，并且在將此時副生的 甲醇用分液槽進行分液除去的同時進行反應。
作為反應的溫度，可以在從室溫到所使用溶液的沸點的范圍內進行， 優選為60"C 反應溶劑的沸點的溫度。反應溫度越高，^^應速度就變得越 大。
作為反應時的壓力，可以在常壓或者減壓狀態下進行，從反應溫度的 控制的容易性的觀點出發，優選為在減壓狀態下的回流。
甲醇鈉的添加是在小于等于分液槽中的甲醇的分離速度的速度下進行 的，其滴加時間通常為1~15小時，滴加結束后的>^應時間通常為1~15 小時。
為了使反應平穩地進行并提高收率，可以使用精鎦塔進行回流。利用 精鎦塔，可以實現甲醇的分離效率的提高，同時可以防止原料的乙腈化合 物和芳香族酯化合物隨之一起被蒸餾除去。
此外，如果在加入甲醇鈉之前預先通過共沸脫水除去原料中的水，則 能夠抑制芳香族S旨化合物的水解并提高收率。
如果^JL中存在氧，則反應液變成黑色，收率降低以及在后處理時在 分液時，引起不溶物的增加，因而必須在氮氣等惰性氣體的氣氛中進行反 應。
作為反應后的處理方法是，在冷卻到30C或其以下后，^V水使其分 液成烴溶劑層和含有3-氧代丙腈化合物的堿金屬鹽的水層。通過分液將原 料殘渣的乙腈化合物和芳香族酯化合物和脂溶性副產物的大部分由烴溶劑 層除去。進而為了進行精制，還可以用少量的烴溶劑將含有3-氧代丙腈化合物的堿金屬鹽的7JC層進行洗滌、分液。3-氧代丙腈化合物可以通過用鹽
酸或乙酸等酸中和該水層而以結晶的形式獲得，或者在中和時通過使曱苯 或二甲苯等萃取溶劑存在而以溶液的形式獲得。
實施例
下面，通過列舉實施例iMt本發明進行更詳細的說明，但是本發明并 不限于這些實施例。實施例1
將456g (1.47mol)的3-氧代-2- (4-叔丁基苯基)-3- (1,3，4-三甲基吡 喳-5-基)丙腈與2738g二曱苯加入到10L的M燒瓶中并升溫至701C,在 68~71t:/10~13 kPa的減壓務降下脫氯化氫的同時、在回流務fr下用10 小時滴加534g U.43mo1)新戊酰氯。直接>^應3小時，然后為了除去過 剩的新戊酰氯，在70*€、減壓條件下蒸餾除去2181g新戊酰氯與二曱苯的 混合物。在投入456g70X:的溫水后，滴加228g2.7X的碳酸氫鈉水溶液。 在將7jC層分^，用456g 701C的溫水洗滌，將水層分液而得到二曱苯溶液。 用、^目色譜進行定量分析，可以判定在該二甲苯中含有555g(收率95.6% ) 的(2E) -3- (2,2-二甲基丙酰基氧)-2- (4-叔丁基苯基)-3- ( 1，3，4-三曱基 吡唑-5-基)丙烯腈。在卯"C蒸餾除去二曱苯，然后投入1141g庚烷，從 70n緩慢冷卻使其結晶。在0X:老化1小時后，過濾、干燥，得到533g(收 率91.9 % ) (2E )畫3- ( 2,2畫二甲基丙酰基氧)畫2誦(4-叔丁基苯基)-3- (1,3,4-三甲基吡唑-5-基)丙烯腈(熔點11010)
[實施例21
在裝備有精鎦塔的2L的>^應燒瓶內，加入116.7g (0.55mol)的2-苯 基-4-氛基甲基-5-乙基-l，2，3-三唑、91g (0.5mol) 1,3,4-三甲基吡唑-5-曱酸 乙酯、900g庚烷、60g二甘醇二甲基醚、30g二甘醇單乙基醚，然后加熱 到卯 95X:進行共沸脫水，然后用10小時滴加115.5g (0.6mol)的28% 的Na,使其反應7小時。在冷卻至30t:或其以下后，^3000g水將庚 烷層分液，進而，用600g庚烷洗滌水層、分液，投入卯0g二甲苯，然后滴加62,5g (0.6mol)的35。/。的鹽酸進行中和。在分液水層后，用600g水 洗滌二次，分液，得到含有156.8g(收率卯％ )的3-氧-(2-苯基-5-乙基-1，2，3-三唑-4-基)-3- (1，3,4-三曱基吡唑-5-基)丙腈的二甲苯溶液。 [實施例3
將594g (1.92mol)的3-氧-2- (4-叔丁基苯基)-3- (1,3，4-三甲基吡唑 -5-基)丙腈、6000g四氫吹喃加入到10L的《^應燒瓶內，加入214g( 2.11mol) 三乙胺，然后在25 27"C用1小時滴加255g (2.11mol)新戊酰氯。在反 應20小時后，減壓濃縮除去四氫吹喃，然后，加入1800g甲苯、1800g水， 分液曱苯層。在蒸餾除去甲苯后，^v794g己烷并溶解，緩慢冷卻到7"C 使其結晶.過濾后，用1000g冷卻到5C的己烷洗滌，干燥，得到554g(收 率73，4 % ) (2E )國3- ( 2,2-二甲基丙錄氧)-2- ( 4-叔丁基苯基)-3- (1,3,4-三甲基吡唑-5-基)丙烯腈。
[實施例4
將223g (t).639mo1)的3-氧-2- (4-叔丁基苯基)-3- U,3,4-三甲基吡 哇-5-基)丙腈、4456g 1,4-二丐悉烷加入10L的反應燒瓶內，投入97.2g
(0.351mol)碳酸鉀，然后升溫至60t:并攪拌3小時。為了除去副生的水， 在減壓蒸餾除去486g溶劑后，在60C用1小時滴加92.5g ( 0.767mol)新 戊酰氯。在反應2小時后，減壓濃縮除去溶劑1，4-二噁烷，然后，加入456g 甲苯并溶解。用446g水洗滌2次，得到含有217g (78.6% )的(2Z)誦3國
(2,2-二曱基丙絲氧)畫2畫(5-乙基-2畫苯基-l，2，3-三唑誦4隱基)-3國(1，3，4畫三 甲基'比唑-5-基)丙烯腈和43g (收率15.5% ) (2E) -3- (2，2-二曱基丙酰 基氧)-2- ( 5-乙基-2-苯基-l，2，3-三唑-4-基)-3- (1，3，4-三甲基吡唑-5-基) 丙烯腈的曱笨溶液。在進行減壓蒸餾而除去曱苯后，溶解至780g乙腈中， 緩'漫冷卻到0tM吏其結晶。過濾后，用260g乙腈洗滌，干燥，得到166g
(收率63.1 % ) (2Z) -3- (2，2-二甲基丙酰基氧)畫2國(5國乙基國2-苯基國1，2，3-三唑-4-基)-3- (1，3，4-三甲基吡唑-5-基)丙烯腈。 [實施例5
在回流糾下，將400ml乙腈中混合有180g (2E)曙3畫(2,2畫二曱基丙酰基氧)畫2-"-叔丁基苯基)-3- (1,3,4-三甲基吡唑國5國基)丙烯腈、20g吡 啶的混合物攪拌72小時。用液相色鐠進行分析，結果可知反應液中的(2E) -3- (2,2-二曱基丙酰基氧)-2- (4-叔丁基苯基)-3- (1，3，4-三甲基吡唑-5-基)丙烯腈與(2Z ) -3- ( 2，2-二曱基丙絲氧)-2- ( 4-叔丁基苯基)-3- (1,3,4-三曱基吡唑-5-基)丙烯腈的比為5:6。然后，以每l小時IOC的速度進行 降溫、最終在151C攪拌24小時'向均勻的溶液中添加(2Z) -3- (2，2-二 甲基丙酰基氧)-2- (4-叔丁基苯基)-3- (1，3，4-三曱基吡唑-5-基)丙烯腈 的晶種，攪拌3小時，然后冷卻，使l小時后的液體溫度達到5*C。在5 r攪拌l小時，然后過濾，用150ml5X:的庚烷洗滌所得到的結晶，干燥， 得到82g純度為99%的(2Z) -3- (2，2-二甲基丙酰基氧)-2- (4-叔丁基苯 基)-3- (1，3,4-三甲基吡唑-5-基)丙烯腈(熔點M6t:)。 [實施例6
將156.8g (0.45mol)的3-氧誦2- (2國苯基畫5-乙基國l，2，3-三峻誦4國基)-3-(1，3，4-三甲基吡唑-5-基)丙腈和900g 二甲苯加入3L的反應燒瓶中并升 溫至70"C，在68 71t:/10 13 kPa的減壓條件下脫氯化氫的同時，在回 流條件下用10小時滴加162.7g (1.35mol)新戊酰氯。直接反應5小時， 然后為了除去過剩的新戊酰氯，在70X:、減壓條件下蒸餾除去新戊酰氯與 二曱苯的混合物740g。在^M56g70"C的溫水后，滴加70g2.7。/。碳酸氫 鈉水溶液。在將水層分液后，用156g70X:的溫水洗滌，分液7jc層。得到含 有181g (收率93.0% )的(2E) -3- (2，2-二甲基丙喊氧)-2- ( 2-苯基畫5-乙基-l,2,3-三唑-4-基)-3- (1，3,4-三甲基-比唑-5-基)丙烯腈的二曱苯溶液。 在減壓條件下在90X:將甲苯基本全部蒸餾除去，然后投入540g乙腈，從 70X:緩慢冷卻、進行結晶，在OC攪拌1小時，然后過濾，干燥，得到163.5g (收率84% ) (2E) -3- (2，2-二曱基丙酰基氧)-2- (2-苯基-5-乙基-l,2,3陽 三唑-4-基) -3畫(1,3，4-三甲基吡唑-5畫基)丙烯腈(熔點119r) [實施例7
在回流條件下，將600g乙腈中混合有216，3g (2E ) -3- ( 2，2-二曱基丙 酰基氧)-2- ( 2-苯基-5-乙基-l,2，3-三唑-4-基)-3- (1，3，4-三甲基吡唑-5-基)丙烯腈、20g吡啶的混合物攪拌5小時。用液相色諳進行分析，結果可知 均一的反應液中的(2 Z )-3-( 2,2-二曱基丙酰基氧)-2-( 2-苯基-5-乙基-1,2，3-三哇-4-基)-3- (1，3，4-三曱基吡唑-5-基)丙烯腈與(2E) -3- (2，2-二甲基 丙酰基氧)-2- ( 2-苯基-5-乙基-l，2，3-三唑-4-基)-3- (1，3，4-三甲基吡唑-5-基)丙烯腈的比約為4: 6。然后，緩慢冷卻、在20小時后達到25C然 后，將通過在25t:攪拌48小時而得到的漿料溶液冷卻至10C在30分鐘 后進行過濾，使用150ml 51C的乙腈庚烷-l: 1的溶液洗滌所得到的結 晶，干燥，得到166g純度為99 %的(2Z) -3- (2，2-二曱基丙i^&氧)-2-(2-苯基-5-乙基-l，2，3-三唑-4-基)-3- (1，3，4-三曱基吡唑-5-基)丙烯腈(熔 點143匸)。 [實施例8
向裝備有精餾塔和分液槽的300ml的反應燒瓶內加入11.3g (65.2 mmol) 4-叔丁基苯基乙腈、10.8g (59.5 mmol) 1，3，4-三曱基吡唑-5-甲酸乙 酯、100g庚烷、10.0g 5-乙基-2-甲基P比啶，用氮氣置換，然后加熱至90-95t:并共沸脫水1小時。原樣保持在該溫度，用3小時滴加13.8g (71.5 mmol)28。/。的曱醇鈉甲醇溶液，進而反應11小時。冷卻至30"或其以下， 然后投入108g水、并分液庚烷層而得到水層。用^目色語定量分析所得到 的水層，結果可以判定其^^有15.5g (收率為84.5% ) 3-氧-2- (4-叔丁基苯 基)-3- (1，3，4-三曱基吡唑-5-基)丙腈。
實施例9
向裝備有精餾塔和分液槽的300ml的反應燒瓶內加入11.3g (65.2 mmol) 4-叔丁基苯基乙腈、10.8g (59.5 mmol) 1，3,4-三甲基吡唑-5畫曱酸乙 酯、100g庚烷、10.0g 5-乙基-2-甲基他啶、3.0g二甘醇單乙基醚、用氮氣 置換，然后加熱至90 95TC、共沸脫水l小時。原樣保持在該溫度，用5 小時滴加13.8g (71.5 mmol) 28%的甲醇鈉曱醇溶液，進而反應5小時。 在冷卻至30r或其以下后，拔入108g水、分^JI:烷層而得到水層。用液 相色譜定量分析所得到的水層，結果可以判定其含有17.0g (收率92.1 % ) 3一氧_2- (4-叔丁基苯基)-3- (1，3，4-三甲基吡唑-5-基)丙腈。[實施例10
向裝備有精餾塔和分液槽的300ml的反應燒瓶內加入11.3g (65.2 mmol) 4-叔丁基苯基乙腈、10.8g (59.5mmol) 1，3，4-三甲基吡唑-5-曱酸乙 酯、100g庚烷、1.5g二甘醇單乙基醚、用氮氣置換，然后加熱至90~95 *C、共沸脫水1小時。原樣保持在該溫度，用3小時滴加13.8g( 71.5 mmol) 28%的曱醇鈉甲醇溶液，進而反應7小時。在冷卻至30X:或其以下后，投 入108g水、分液庚烷層而得到水層。用液相色諉定量分析所得到的水層， 結果可以判定其含有15.7g(收率85.8% )3畫氧國2曙(4-叔丁基苯基)垂3國(1,3，4畫 三曱基他峻-5-基)丙腈。
[實施例11
向裝備有精餾塔和分液槽的10L的反應燒瓶內加入314g (1.81mol) 4-叔丁基苯基乙腈、300g U.65mo1) 1，3，4-三曱基吡峻-5-甲酸乙酯、3000g 庚烷、225g二甘醇二甲基醚、99g二甘醇單乙基瞇、用氮氣置換，然后加 熱至90 95t:、共沸脫水l小時。原樣保持在該溫度，用10小時滴加381g (1.98mol) 28%的甲醇鈉甲醇溶液，進而>^應7小時。在冷卻至30匸或 其以下后，^X3000g水、分液庚烷層，進而用600g庚烷洗涂水層，分液。 用';M目色鐠定量分析所得到的7JC層，結果可知其含有466g (收率91.5% ) 2- (4-叔丁基笨基)-3- (1，3,4-三甲基-5-吡喳基)-3-氧代丙腈。向其中^JV 2760g二甲苯，然后滴加206g (1.98mol) 35%的鹽酸來進行中和。在分液 水層后，用600g水洗滌2次，分液，得到3-氧-2- ( 4-叔丁基苯基)-3- (1，3，4-三甲基p比，坐-5-基)丙腈的二甲g液。用液相色諳進行定量分析，結果可 以判定其含有456g (收率89.0 % ) 3-氧-2- (4-叔丁基苯基)-3- (1，3,4-三曱 基p比哇-5-基)丙腈。實施例12
向裝備有精餾塔和分液槽的2000ml的反應燒瓶內加入83.7g (483 mmol) 4-叔丁基苯基乙腈、80.0g (439mmo1) 1，3，4-三甲基吡唑-5-甲酸乙 酯、640g庚烷、160g二甘醇單丁基瞇、用氮氣置換，然后加熱至90-95 1C、共沸脫水l小時。原樣保持在該溫度，用3小時滴加93.28(48211111101)28%的甲醇鈉曱醇溶液，進而反應10小時。在冷卻至30TC或其以下后， 投入600g水、分液庚烷層，得到7jC層。在用160g庚烷洗涂所得到的水層 后，加入400g曱苯，然后用35。/。的鹽酸將pH調節為7。在分液后，用160g 水洗滌甲苯層2次，得到含有116g (收率85.1 % )的3-氧-2- (4-叔丁基苯 基)-3- (1，3，4-三曱基吡唑-5-基)丙腈的甲苯溶液。在減壓下蒸餾除去甲 苯，然后加入120g 二正丁基醚，在120X:的溫度下使之完全溶解，然后冷 卻至20C，進而用150g二正丁基醚^所析出的結晶，加入200g正己烷 并在IOX:攪拌I小時。過濾所得到的結晶，用150g正己烷洗滌。得到92.3g
3- 氧-2- (4-叔丁基苯基)-3- (1,3，4-三甲基吡唑-5-基)丙腈(熔點178C )。
[實施例13
向裝備有精餾塔的2L及^應燒瓶內，加入106g (0.5mol) 2-薄」基-4-氰 基曱基-5-乙基-l,2，3-三唑、91g (0.5mol) 1，3，4-三甲基吡唑-5-甲酸乙酯、 530g庚烷、106g二甘醇二曱基醚，然后加熱至卯 95t:、進行共沸脫水。 然后，保持在氮氣氣氛下小心加入61.7g (0.55mol)叔丁醇鉀，然后加熱 至95n,在除去vMJlt餾塔鎦出的鎦出液的同時，反應15小時。在冷卻至 301C或其以下后，^v3000g水、分液庚烷層，用600g庚烷進一步洗滌水 層，分液。用^N色鐠定量分析所得到的水層，結果可以判定其含有118.5g (收率68% ) 2- (2-苯基-5-乙基-l，2，3-三唑-4-基)-3- (1，3，4-三曱基-5-吡唑 基)-3-氧代丙腈。將該水溶液加熱到40*C,在攪拌的同時加入35%的鹽 酸、將pH調節為l，將用2小時冷卻至15TC而得到結晶進行過濾,用200ml 水洗滌結晶濾餅3次，然后干燥，得到116g (收率66.5°/。 ) 2- (2-苯基-5-乙基-l,2,3-三唑-4-基)-3- (1,3，4-三甲基-5-吡哇基)-3-氧代丙腈(熔點119 "C)。
[實施例14
向裝備有精餾塔和分液槽的10L的反應燒瓶內加入314g (1.81mol)
4- 叔丁基苯基乙腈、300g (1.65mol) 1,3,4-三甲基吡唑-5-甲酸乙酯、3000g 庚烷、225g二甘醇二甲基醚、99g二甘醇單乙基醚、用氮氣置換，然后加 熱至卯 95匸、共沸脫水l小時。原樣保持在該溫度，用10小時滴加381g(l,98mol) 28%的甲醇鈉曱醇溶液，進而^^應10小時。在此期間，在分 液槽中連續除去分離到庚烷的下層的醇。冷卻至30X:或其以下，然后^ 3000g水并分液庚烷層，進一步用600g庚烷洗滌7jc層，分液。用液相色鐠 定量分析所得到的水層，結果可以判定其含有478g (收率94.0% )2-(4-叔丁基苯基)-3- (1，3，4-三甲基-5-吡唑基)畫3-氧代丙腈。向其中緩慢滴加 206g (1.98mol) 35 0/。的鹽酸來進行中和。在攪拌l小時后，過濾所分離出 的結晶，在用300g水洗滌后進行干燥，得到469g (收率92.0% ) 3-氧-2-
(4-叔丁基苯基)-3- (1,3，4-三曱基吡哇-5-基)丙腈。 [實施例15
向裝備有精鐳塔和分液槽的10L的JljE燒瓶內加入314g U.81mo1) 4-叔丁基苯基乙腈、277g (1.65mol) 1,3,4-三甲基吡哇-5-甲酸曱酯、3000g 庚烷、225g二甘醇二甲基醚、99g二甘醇單乙基醚、用氮氣置換，然后加 熱至卯~95匸、共沸脫水l小時。原樣保持在該溫度，用13小時滴加381g (1.98mol) 28%的甲醇鈉曱醇溶液，進一步及Ji 10小時。在此期間，在 分液槽中連續除去分離到庚烷的下層的甲醇。在冷卻至30n或其以下后，
投入3ooog水并分液庚烷層，進一步用600g庚烷洗滌水層，分液。用';M目
色鐠定量分析所得到的水層，結果可以判定其含有486g (收率95.5% ) 2-(4-叔丁基苯基)-3- (1，3，4-三甲基-5-吡唑基)國3-氧代丙腈。向其中緩慢 加入206g U.98mo1) 35%的鹽酸進行中和。在攪拌1小時后，過濾所分 離出的結晶，在用300g水洗滌后進行干燥，得到475g (收率93.4% ) 3-氧_2- (4-叔丁基苯基)-3- (1，3,4-三甲基吡唑-5-基)丙腈。
發明的效果
根據本發明，能夠高收率且選擇性地制造丙烯腈化合物。
權利要求
1.一種式(1)所示的3-氧代丙腈化合物的制造方法，id="icf0001" file="S2008100993343C00011.gif" wi="50" he="23" top= "53" left = "38" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>式中，Ar1表示4-叔丁基苯基，Ar2表示1，3，4-三甲基-5-吡唑基，其特征在于，使式(5)所示的乙腈化合物Ar1CH2CN(5)式中，Ar1定義同上，與式(6)所示的芳香族酯化合物反應，id="icf0002" file="S2008100993343C00012.gif" wi="37" he="12" top= "134" left = "38" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>式中，Ar2定義同上，R2表示烷基，同時使用堿金屬醇鹽，在脂肪烴溶劑中，共沸餾去副生的醇并用分液槽進行分離。
2. 如權利要求1所述的制造方法，在極性溶劑的存在下進行反應。
3. 如權利要求1或2所述的制造方法，堿金屬醇鹽為甲醇鈉或其曱醇 溶液。
4. 如權利要求1或2所述的3-氧代丙腈化合物的制造方法，脂肪烴溶 劑為庚烷。
5. 如權利要求3所述的3-氧代丙腈化合物的制造方法，脂肪烴溶劑為 庚烷。
6. 如權利要求1或2所述的制造方法，極性溶劑為二甘醇單乙基醚與 二甘醇二甲基醚的混合溶劑或者5-乙基-2-甲基吡啶。
7. 如權利要求3所述的制造方法，極性溶劑為二甘醇單乙基醚與二甘 醇二曱基醚的混合溶劑或者5-乙基-2-曱基吡啶。
8. 如權利要求4所述的制造方法，極性溶劑為二甘醇單乙基醚與二甘 醇二曱基醚的混合溶劑或者5-乙基-2-甲基p比咬。
9. 如權利要求5所述的制造方法，極性溶劑為二甘醇單乙基醚與二甘 醇二曱基醚的混合溶劑或者5-乙基-2-甲基他吱。
10. —種Z-3-酰氧基丙烯腈化合物的制造方法，其特征在于，用胺或吡 啶等有M將式(3)所示的E-3-酰氧基丙烯腈化合物或其與式(4)所示 的&3-酰氧基丙烯腈化合物的混合物異構化，式中，A,表示4-叔丁基苯基，A—表示l, 3， 4-三甲基-5-吡峻基，式中，A—表示4-叔丁基苯基，A一表示l, 3, 4-三曱基-5-吡哇基。
全文摘要
本發明提供一種式(1)所示的3-氧代丙腈化合物的制造方法，式中，Ar¹表示4-叔丁基苯基，Ar²表示1，3，5-三甲基5-吡唑基，其特征在于，使式(5)所示的乙腈化合物Ar¹CH₂CN(5)式中，Ar¹定義同上，與式(6)所示的芳香族酯化合物反應，式中，Ar²定義同上，R²表示烷基，同時使用堿金屬醇鹽，在脂肪烴溶劑中，共沸餾去副生的醇并用分液槽進行分離。
文檔編號C07D231/12GK101284814SQ20081009933
公開日2008年10月15日 申請日期2004年3月26日 優先權日2003年3月28日
發明者大成正壽, 田中規生, 福田憲造, 西尾晃一, 近藤康夫, 鈴木秀章 申請人:日產化學工業株式會社