[发明专利]制备8－氮杂二环[3.2.1]辛烷衍生物的方法

说明书

本发明涉及制备3-氰基-8-取代-8-氮杂二环[3．2．1]辛烷的方法。3-氰基-8-取代-8-氮杂二环[3．2．1]辛烷可用作某些杀虫剂的中间体(见例如WO 96／37494)。

本发明提供了制备式(Ⅳ)化合物(其中R¹为C_1-4烷基、CH₂(C_1-3卤代烷基)、苄基、CH₂(C_2-5链烯基)或CH₂(C_2-5炔基))的方法，该方法包括还原式(Ⅲ)化合物。优选以下还原方法：应用醇(优选甲醇)和合适的金属(如镁)的混合物；用硼氢化物(如碱金属硼氢化物，例如硼氢化锂或硼氢化钠)于醇(优选甲醇)中，并且任选在合适的胺(如吡啶)存在下；或者通过催化氢化(例如应用含有钯的催化剂于合适的压力下进行)。

一方面，本发明提供了制备式(Ⅳ)化合物(其中R¹定义如上)的方法，该方法包括步骤：

ⅰ．使式(Ⅱ)化合物脱水，得到式(Ⅲ)化合物，以及

ⅱ．将式(Ⅲ)化合物还原。

例如，应用合适的酰氯(如亚硫酰氯、磷酰氯、硫酰氯或碳酰氯)，在具有pka值在3-11(尤其是4-6)范围内的合适的胺[如三(C_1-4烷基)胺(例如三乙胺或二异丙基乙基胺)、吡啶、(C_1-4烷基)吡啶(例如α-甲基吡啶、β-甲基吡啶或γ-甲基吡啶)、二(C_1-4烷基)-氨基吡啶(例如4-二甲氨基吡啶)、喹啉、异喹啉或二(C_1-4烷基)苯胺(例如N，N-二甲基苯胺)]存在下，任选在溶剂(如过量的胺或对质子惰性的或极性非质子传递溶剂例如芳烃(尤其是甲苯、二甲苯、氟苯或氯苯)、乙腈、醚(尤其是四氢呋喃或二噁烷)或氯代脂肪类溶剂(尤其是二氯乙烷)中，于0～110℃(尤其是10-40℃)范围内合适的温度下，可以使式(Ⅱ)化合物脱水。

优选应用合适的酰氯(如亚硫酰氯或磷酰氯)，在合适的胺(优选吡啶)存在下使式(Ⅱ)化合物脱水。

另一方面，本发明还提供了制备式(Ⅳ)化合物(其中R¹定义同上)的方法，该方法包括步骤：

ⅰ．将式(Ⅰ)化合物氰化，得到式(Ⅱ)化合物；

ⅱ．使式(Ⅱ)化合物脱水，得到式(Ⅲ)化合物；以及

ⅲ．将式(Ⅲ)化合物还原。

优选通过在合适的碱存在下使式(Ⅰ)化合物与氰化氢反应将式(Ⅰ)的化合物氰化。优选就地制备氰化氢[例如使无机的氰化物(如碱金属氰化物，例如氰化钠或氰化钾)与酸(如有机酸，例如乙酸)或强的无机酸(例如盐酸)反应]。合适的碱包括氰化物阴离子(例如来自存在的无机氰化物(如碱金属氰化物，例如氰化钠或氰化钾))。该氰化反应可以在氯化铵存在下进行。

式(Ⅰ)化合物的氰化优选在溶剂或溶剂混合物存在下进行。优选的溶剂为水，优选的溶剂混合物包括水与醚(如乙醚或甲基叔丁基醚)、醇(如甲醇或正丁醇)或芳族溶剂(如甲苯)的混合物。

R¹的烷基可以为直链或支链的，例如甲基、乙基、正丙基或异丙基。

基团CH₂(C_1-3卤代烷基)的卤代烷基部分优选是被氯或氟任选取代的烷基，例如2，2，2-三氟甲基或2，2-二氟甲基。(因此，例如CH₂(C_1-3卤代烷基)是2，2，2-三氟乙基或2，2-二氟乙基)。

链烯基和炔基是例如乙烯基、烯丙基或丙炔基。

式(Ⅱ)化合物可以制备如下：于合适的温度(优选-20-20℃范围内，例如大约0℃)下，将合适的无机氰化物(优选氰化钾)加到式(Ⅰ)化合物与合适无机酸(优选盐酸或硫酸)以及任选的氯化铵的混合物中，并使反应在该温度下进行。该反应合适的溶剂包括水或水与有机溶剂(如醚(例如乙醚))的混合液。

一方面，式(Ⅱ)化合物可以由式(Ⅰ)化合物按上述方法进行制备，其中过量的氰化氢用于该制备方法。应用过量(如在1和2之间，尤其是1．1-1．8当量)的酸和过量(如在1和2之间，尤其是1．1-1．6当量)的无机氰化物可以实现这样的过量。另一方面，所有的无机氰化物在该制备开始时加入，而酸则在制备过程中在一定时间内加入。所述酸优选是强的无机酸(尤其是盐酸或硫酸)，以及无机氰化物为氰化钠或氰化钾。