3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酸的应用及制备

发布日期:2024/4/1 9:12:13

背景及概述

含氮杂环类化合物是当今农药发展的主体，在近些年开发的新化学农药中，约有70的品种为含氮杂环化合物，具有吡唑结构的化合物已遍及农药、医药、染料、涂料、颜料、香料、食用色素、照相用药、兽药、化妆品等诸多精细化工领域。3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酸是合成新型鱼尼丁受体杀虫剂氯虫酰胺及邻甲酰胺基苯甲酰胺类杀虫剂的重要中间体，因此受到了化学工作者的普遍关注，本文主要简述其制备工艺。

制备

以2，3-二氯吡啶为起始物料，经系列反应制备3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酸[1]，其合成路线图如下所示：

图1 3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酸的合成路线图.png

图1 3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酸的合成路线图

实验操作：

3-氯-2-肼基吡啶(1)的合成

将水合肼于室温下加入到含2，3-二氯吡啶的无水乙醇溶液中，室温搅拌20h。TLC跟踪反应至完全，将其倒入冷水中，析出更多的白色针状晶体，抽滤，滤饼用水洗涤，红外灯干燥得白色针状晶体产品50g，收率70%，熔点：163-164℃。

2-(3-氯吡啶-2-基)-5-羟基吡唑-3-甲酸乙酯(2)的合成

于500mL三颈烧瓶中加入200mI无水乙醇，慢慢加入金属钠碎屑，回流反应制成乙醇钠溶液。加入3-氯-2-肼基吡啶，滴加马来酸二乙酯，并搅拌30分钟，加入冰醋酸，加300mI水。置入冰箱中冷却析晶(约5h)，抽滤，滤饼用40%乙醇(3×50mL)洗涤后再用乙醚淋洗，红外灯干燥得淡黄色固体36.6g，收率49%，熔点132-134℃。

3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-4，5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯(3)的合成

将2-(3-氯吡啶-2-基)-5-羟基吡唑-3-甲酸乙酯溶于300mL的四氢呋喃中，逐滴加入三溴氧磷，回流反应5h，缓慢倾入饱和的碳酸钠水溶液(250mI)中，搅拌30分钟，用三氯乙烷萃取(250mL×2)，除去水层，减压脱溶，得黄色油状物质27g，将其置于冰箱中可得到黄色固体，收率80%，熔点：59-60℃。

3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酸乙酯(4)的合成

将3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-4，5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯加于500mI反应瓶，加入250mI四氢呋喃，再加98%浓硫酸，室温搅拌10分钟后，将过硫酸钾加入反应体系中，回流反应4.5h，过滤混合液，滤饼用30mI四氢呋喃洗涤，滤液缓慢倒入250mL水中搅拌，过滤得橙黄色固体15g，收率90%，熔点：117-118℃。

3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酸(5)的合成

将氢氧化钠，60mI水和120mI甲醇加入到装有3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酸乙酯的250mI反应瓶中，室温搅拌反应6h后，浓缩至80mI，加150mL水稀释浓缩液，并用150mL乙酸乙酯萃取有机层。水溶液用浓盐酸调至pH值为1.5，室温搅拌30分钟有固体析出，过滤，用乙酸乙酯、石油醚混合溶液(v／v=1：5)重结晶得黄褐色固体10g，收率70%，熔点：199-200℃。

结果与讨论

由于2-(3-氯吡啶-2-基)-5--羟基吡唑-3-甲酸乙酯(2)其酮式(内酰亚胺)含量比烯醇式多，且羟基活性较小，因而，在溴代反应中使用氢溴酸、含硫溴化物和溴硅烷类试剂均不能获得满意的结果，进而采用活性更高的五溴化磷和三溴氧磷作为溴代剂。

本文所筛选出来的合成路线，合成工艺简单，成本较低，以2，3-二氯吡啶为原料，经过肼取代物与马来酸酯成环、卤代、氧化、酯水解等一系列反应，最终得到目标产物3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酸。同时，通过对反应条件诸如溶剂、反应温度等的控制，总收率可达72%，产品含量98%，是一条极易工业化的路线。