專利名稱：一種制備三唑嘧啶類化合物的方法
技術領域：
本發明屬于有機合成領域，具體涉及一種制備三唑嘧啶類化合物的方法。
背景技術：
百草枯是目前世界農藥產品銷售量排名第二位的除草劑。鑒于百草枯對人有較高的毒性及高的死亡率，國際保護人權組織和世界衛生組織要求，應用除草劑百草枯必須添加有效的解毒劑，否則將阻止該產品在世界范圍內的流通。
三唑嘧啶類化合物之一(2-胺基-6-甲基-4-丙基-4H-[1，2，4]三唑[1，5-a]嘧啶-5-酮)是百草枯專用的特效解毒劑。
三唑嘧啶類化合物的合成方法，早期報道可見GB1235834，GB1284485，Fr2523963，JP63222171，US3689488等專利文獻。上述文獻中的合成方法或者存在反應不容易進行、反應溫度高、反應收率低、產品含量低等缺點；或者僅適用于實驗室內的制備、不能滿足工業化規模生產的需要。
美國專利US6570014B1報道了一種三唑嘧啶類化合物新的制備方法，反應式如下 式中取代基R1選自氫、C1-C10烷基、C3-C6環烷基、C4-C10烯基；R2選自氫、鹵素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基；R3選自氫、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基。
雖然該制備方法比早期文獻報道的方法有了很大的改進，但是本工藝仍然存在一個主要缺點最后一步胺化反應過程中使用大量鹽酸，致使工業化生產時不但設備腐蝕嚴重，而且反應條件不易控制、三廢量大、易造成環境污染或增加生產成本。
發明內容
本發明的目的在于開發一種收率高、質量好、成本低，并且安全、環保的制備如通式(I)所示的三唑嘧啶類化合物的方法，以克服現有技術中存在的不足。
式中R1選自氫、C1-C10烷基、C3-C6環烷基或C4-C10烯基；R2選自氫、鹵素、C1-C10烷基或C1-C10烷氧基；R3選自氫、C1-C4烷基或C1-C4烷氧基。
現已發現，在最后一步胺化反應制備通式(I)化合物的過程中加入適宜的催化劑可以保證反應在溫和的條件下完成，同時避免使用大量鹽酸，使反應取得令人滿意的意想不到的突出效果。
本發明的技術方案如下本發明提供了一種制備三唑嘧啶類化合物的方法，反應式如下 式中R1選自氫、C1-C10烷基、C3-C6環烷基或C4-C10烯基；R2選自氫、鹵素、C1-C10烷基或C1-C10烷氧基；R3選自氫、C1-C4烷基或C1-C4烷氧基。
反應首先以如通式(IV)所示的1，2，4-三唑-3，5-二胺為原料，甲苯為反應溶劑，經過與苯甲醛縮合反應，得到如通式(III)所示的中間體亞胺。
然后向該中間體亞胺的甲苯溶液中加入丙烯酸酯或取代的丙烯酸酯，在回流條件下發生環化反應，得到如通式(II)所示的亞胺基嘧啶酮。
由通式(II)所示的亞胺基嘧啶酮制備通式(I)所示的三唑嘧啶類化合物的胺化反應在催化劑存在下、于有機溶劑中、80℃至反應液的回流溫度下進行。
胺化反應溶劑及生成的苯甲醛可以回收套用。
胺化反應中適宜的催化劑為路易斯酸，催化劑的加入量以通式(II)所示的亞胺基嘧啶酮的摩爾數計為0.01％-5％。反應在有機溶劑中于80℃至反應液回流溫度下2-4小時完成。
較優選的催化劑選自三氯化鐵、三氯化鋁、四氯化錫、三氟化硼等；進一步優選的催化劑選自三氯化鋁或四氯化錫。
胺化反應較優選的溶劑為甲醇、乙醇、苯、甲苯、氯苯或二甲苯，進一步優選的溶劑為甲苯。溶劑的用量以1-5升/摩爾亞胺基嘧啶酮為宜。優選反應溫度為反應液的回流溫度，這樣既方便控制反應，又可以適當加快反應速度。例如使用甲苯作溶劑回流反應，以三氯化鋁作催化劑，可以獲得令人滿意的目的產物。
反應所用原料部分有市售或者可以按照已知方法制備，例如參照美國專利US6570014B1報道的方法制備通式(II)所示的亞胺基嘧啶酮。
本發明提供的制備方法具有以下優點1.保證胺化反應在溫和的條件下完成，以通式(II)所示的亞胺基嘧啶酮計，合成收率可以達到95％以上，產品含量可以達到98％以上，無需進一步精制即可滿足應用需要。2.避免在胺化反應中使用大量鹽酸，對設備及人身安全，并有利于環境保護。3.適合于大規模工業化生產，具有商業化開發前景。4.該制備方法可以適用于其它保護胺基的反應。
具體實施例方式
下面結合實施例，對本發明進行說明，但是，本發明并不受限于下述實施例。
實施例12-芐烯基胺基-6-甲基-4-丙基-4H-[1，2，4]三唑[1，5-a]嘧啶-5-酮的合成
1000毫升三口瓶中加入甲苯400毫升，攪拌下加入5-(N-丙基)1H-[1，2，4]三唑-3，5-二胺59.4克(0.4摩爾)，苯甲醛46.6克(0.44摩爾)，緩慢升溫至回流，并分出反應生成的水，液相色譜跟蹤分析，直至5-(N-丙基)1H-[1，2，4]三唑-3，5-二胺含量小于0.2％為反應終點，反應時間約6小時。降至室溫，加入無水碳酸鉀56克(0.4摩爾)，甲基-甲氧基丙烯酸甲酯60克(0.4摩爾)，緩慢升溫至回流，并分出反應生成的低沸物，液相色譜跟蹤分析，直至5-(N-丙基)-3-(N-芐烯基)1H-[1，2，4]三唑-3，5-二胺含量小于1％為反應終點，總反應時間約10～12小時。降至室溫，加入水350毫升，過濾、水洗、干燥得到黃色固體產物93克，含量98.5％，收率77.6％。
實施例22-胺基-6-甲基-4-丙基-4H-[1，2，4]三唑[1，5-a]嘧啶-5-酮的合成 500毫升三口瓶中加入由實施例1制備的2-芐烯基胺基-6-甲基-4-丙基-4H-[1，2，4]三唑[1，5-a]嘧啶-5-酮61.5克(0.2摩爾)，甲苯200毫升，攪拌，加入三氯化鋁0.5克，緩慢升溫至回流，液相色譜跟蹤分析控制反應終點，總反應時間約3小時。降溫，加入20毫升水，過濾。濾液中分出的有機層為溶劑和副產苯甲醛，經定量分析后可以直接用于實例1的反應中。濾餅干燥得到白色固體產物41克，含量98.8％，收率97.8％，熔點163-164℃。
產物的化學結構經核磁和紅外分析得到證實。
核磁1H-NMR(DMSO，300MHz)δ0.901(t 3H)，1.694(q 2H)，1.954(S 3H)，3.973(t 2H)，8.236(S1H)。
紅外IR(KBr)3380，1680，1640，1560，1440，1360，870，760cm-1。
實施例32-胺基-6-甲基-4-丙基-4H-[1，2，4]三唑[1，5-a]嘧啶-5-酮的合成將實例2中的三氯化鋁0.5克替換為四氯化錫1克，其余加料及操作條件同實例2。得到白色固體產物40.8克，含量98.1％，收率96.7％，熔點163-164℃。
對照例(參考美國專利US6570014B1報道的方法，制備2-胺基-6-甲基-4-丙基-4H-[1，2，4]三唑[1，5-a]嘧啶-5-酮)500毫升三口瓶中加入由實施例1制備的2-芐烯基胺基-6-甲基-4-丙基-4H-[1，2，4]三唑[1，5-a]嘧啶-5-酮61.5克(0.2摩爾)，2N鹽酸250毫升，攪拌，緩慢升溫至65-70℃，反應40分鐘后減壓蒸餾，苯甲醛完全蒸出后，反應液降溫，用40％氫氧化鈉中和至pH＝7-8，過濾、干燥得到黃色固體產物37克，含量94.4％，收率84.4％，熔點161-166℃。
權利要求
1.一種制備三唑嘧啶類化合物的方法，反應式如下 式中R1選自氫、C1-C10烷基、C3-C6環烷基或C4-C10烯基，R2選自氫、鹵素、C1-C10烷基或C1-C10烷氧基，R3選自氫、C1-C4烷基或C1-C4烷氧基；其特征在于由通式(II)所示的亞胺基嘧啶酮制備通式(I)所示的三唑嘧啶類化合物的胺化反應在催化劑存在下、于有機溶劑中、80℃至反應液的回流溫度下進行。
2.按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的催化劑選自路易斯酸，加入量為通式(II)所示的亞胺基嘧啶酮的0.01％-5％摩爾；所述的有機溶劑選自甲醇、乙醇、苯、甲苯、氯苯或二甲苯。
3.按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的催化劑選自三氯化鐵或四氯化錫；所述的有機溶劑選自甲苯。
全文摘要
本發明公開了一種制備三唑嘧啶類化合物的方法，反應式如右式，式中R
文檔編號B01J27/128GK101077870SQ200610046649
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月23日 優先權日2006年5月23日
發明者程春生, 李濤, 蓋永明, 王鑫磊 申請人:沈陽化工研究院