[发明专利]金属盐催化制备噁唑啉并随之制备氯代酮的方法

说明书

本发明涉及从取代的炔基酰胺制备5-亚甲基噁唑啉的廉价的新方法。用常规的氯化剂再使5-亚甲基噁唑啉转化成5-(氯代亚甲基)噁唑啉，接着使其水解成为α-氯代酮。5-亚甲基噁唑啉具有杀虫性能，并可用作制备除草剂和杀菌剂的中间体。所得到的α-氯代酮本身可用作杀菌剂。

本发明成功地解决了本领域存在的几个问题。在先公开的由取代的炔基酰胺制备5-亚甲基噁唑啉的方法要求使用强碱性并且是价格昂贵的碱如氢化钠或氨化钠。这些碱要求在绝对无水的条件下使用，并且难于控制。此外，从经济观点来看，由取代的炔基酰胺制备5-亚甲基噁唑啉的产率低得令人无法接受。在先公开的其它由取代的炔基酰胺制备5-亚甲基噁唑啉的方法包括在高沸点的质子惰性溶剂N,N-二甲基甲酰胺中用相当大量的银盐处理氨化物。这种方法是很昂贵的，因为使用了大量的银盐，以及所用溶剂需要复杂的处理，而在此过程中会产生大量含有机物的废水。另外，在这些方法中不允许存在着潮气，因在溶剂中有水会导致除生成所需的噁唑啉之外还生成酮，或者不生成所需要的噁唑啉而生成酮。另外还公开了使用水溶性溶剂制备5-亚甲基噁唑啉的方法，但这些溶剂难于完全回收，因此而导致该方法的成本太高。

现有和已知的由制得的5-亚甲基噁唑啉制备α-氯代酮方法的后续步骤，例如用氯气或N-氯代琥珀酰亚胺作为氯化剂的方法也是有问题的：即，缺少对单氯化的选择性，具体地说是在5-亚甲基噁唑啉水解后，除了生成所需单氯化酮之外还形成未氯化和过氯化的酮。另外，本领域熟练技术人员都知道使用氯气是有危险的，设备也是昂贵的。

本发明发现了由取代的炔基酰胺制备5-亚甲基噁唑啉的便捷方法。可以使用各种溶剂，并且允许存在水。另外，与在先公开的方法相比金属盐催化剂的使用量要少的多。另外，本发明的整个方法使用了新的氯化剂三氯异氰尿酸(TCIA)，该氯化剂可选择性地氯化所得到的5-亚甲基噁唑啉，从而得到单氯代的中间体，将后者进行酸催化水解，可选择性地以高产率得到所需要的α-单氯代酮。TCIA是高熔点的、很容易控制的固体，为了避免所需物质的未氯化和过氯化，可使用非常精确量的TCIA。虽然TCIA是已知的、便宜的和可以买到的用于游泳池水氯化和饮用水消毒的化合物，但是在此之前，将其作为5-亚甲基噁唑啉的便捷和选择性氯化剂尚未被公开过。本发明的其它特征在于提供了选择性制备α,α-二氯代酮的便捷方法，该化合物也可以用作杀菌剂。

WO95/19351公开了在碱存在下由炔基酰胺环化制备芳基-5-亚甲基噁唑衍生物的方法。但是，仅仅列举了用大量的强碱进行环化的方法，此方法以低产率(＜50％)得到噁唑啉。强碱如NaH的使用要求无水条件。本发明的优点是有水存在是可以允许的。而且，使用金属盐催化剂有助于炔基酰胺的环化尚未有人提出过。

Yih等人在Weed Science,18,604-607(1970)和J.Agr.FoodChem.,19,314-317(1971)中公开了在含水醇溶液中，用酸、碱或银离子催化由取代的炔基酰胺环化制备芳基-5-亚甲基噁唑啉，接着进行水解生成不含α-氯基团的酮的方法。在1970年的论文中没有提供详细的试验资料，在1971年的论文中给出的方法是在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中使用28％摩尔比的硝酸银。Easton等人(J.Org.Chem.,1965,30,3084)指出使用含水醇溶剂会导致在噁唑啉以外还生成酮，或者不生成噁唑啉而生成酮。这些作者指出，为了使所制备的产物仅为所需要的噁唑啉则要求使用无水溶剂。在此论文所描述的噁唑啉制备方法中使用N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂。Easton等人的论文公开了使用硝酸银作为环化催化剂，他们使用了0.2-0.44当量(20-44摩尔％)的“催化剂”，并且反应需要3小时。本发明的方法只使用了0.1-5摩尔％的催化剂，常常在1小时之内就可完成反应。另外，可使用的金属盐和溶剂的范围很宽，而且允许有水存在而不会对本发明的方法造成不利影响。

US4,822,902和5,304,572公开了用氯气处理炔基酰胺而得到5-(氯代亚甲基)噁唑啉的方法。但是，没有公开和提示使用TCIA作为氯化剂。在这些参考文献中，无论是其本身，还是将它们结合起来均没有提出本发明的方法。