CN100564355C - 一种苯甲酰脲类衍生物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种苯甲酰脲类衍生物的制备方法，特别涉及用双(三氯甲基)碳酸酯替代光气、双光气或草酰氯直接与取代苯胺和取代苯甲酰胺反应制备苯甲酰脲类衍生物的化学合成方法。由式(II)所示的取代苯胺与双(三氯甲基)碳酸酯和式(III)所示的取代苯甲酰胺在有机溶剂中，于20～200℃反应1～20h，得到所述的苯甲酰脲类衍生物。本发明优势在于操作简单、反应步骤少、溶剂损失小、环境友好、生产安全可靠、生产成本低，反应收率高，毒性小，腐蚀性小，具有较大工业化潜力和社会经济效益。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种苯甲酰脲类衍生物的制备方法，特别涉及用双(三氯甲基)碳酸酯替代光气、双光气或草酰氯直接与取代苯胺和取代苯甲酰胺反应制备苯甲酰脲类衍生物的化学合成方法。
(二)背景技术
本发明之前，化学合成苯甲酰脲类衍生物的现有工艺是由取代苯甲酰胺和光气或草酰氯合成取代苯甲酰异氰酸酯，然后再与取代苯胺反应生成苯甲酰脲类衍生物。例如：US4622340(1986)，US 6022882(2000)，化学工程师，2005，115(4)：55等。目前工业化生产中，用取代苯甲酰胺和过量的草酰氯在1，2-二氯乙烷中回流数小时后，减压蒸馏除去溶剂和未反应的草酰氯得到取代苯甲酰异氰酸酯，再加入新鲜的1，2-二氯乙烷，缓慢滴加取代苯胺，室温反应数小时，过滤得到苯甲酰脲类衍生物。生产工艺分两步进行，消耗大量溶剂、操作繁琐、劳动强度大。同时，草酰氯是无色发烟液体，有辛辣刺激味，遇水或醇即剧烈反应并分解出氯化氢，有毒和腐蚀性。并且，草酰氯的价格较高，是双(三氯甲基)碳酸酯的6～7倍，使得目前苯甲酰脲类衍生物的生产成本很高。综合上述，现行的苯甲酰脲类衍生物生产工艺存在着生产成本高、设备腐蚀严重、消耗大量高毒性、强致癌的溶剂、操作复杂、操作繁琐、劳动强度大、安全隐患大等问题。目前工业化生产也有用光气和双光气替代草酰氯的工业化生产工艺。但是，光气是国际上严格控制并限制生产和使用的剧毒气体，挥发度高，剧毒，制备、储存、运输都存在很大的安全隐患。双光气为液体，安全性比光气好，但遇到活性炭、铁或有机胺等会分解成光气，因而在使用和运输过程中仍存在较大的安全隐患。
(三)发明内容
本发明的目的是为了克服传统工艺生产成本高、设备腐蚀严重、使用大量高毒性、强致癌的溶剂、操作复杂、安全隐患大等问题，提供一条操作简单、生产安全可靠、反应收率高、生产成本低、环境友好的苯甲酰脲类衍生物的化学合成方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种如式(I)所示的苯甲酰脲类衍生物的制备方法，由式(II)所示的取代苯胺与双(三氯甲基)碳酸酯和式(III)所示的取代苯甲酰胺在有机溶剂中，于20～200℃反应1～20h，得到所述的苯甲酰脲类衍生物，
其中，R1和R2各自独立为氢或卤素，R3、R4、R5、R6和R7各自独立为氢、卤素、C1～C5的烷基或取代烷基、C1～C5的烷氧基或取代烷氧基、C6～C10的芳醚基或取代芳醚基、取代杂环芳醚基，所述的有机溶剂为非质子溶剂。
所述的苯甲酰脲类衍生物的制备方法中，所述的取代苯胺∶双(三氯甲基)碳酸酯∶取代苯甲酰胺的物质的量比为1∶0.3～1.5∶1.0～1.5，优选为1∶0.4～1.0∶1.0～1.2，最优选为1∶0.4～0.5∶1.0～1.1。
方法中所述的非质子有机溶剂为下列之一：苯、取代苯、C1～C5的卤代烷烃、C2～C8的脂肪酯、醚类溶剂、四氢呋喃或环丁砜，所述的取代苯为甲基取代苯、硝基取代苯、卤取代苯；
进一步，有机溶剂优选为下列之一：苯、甲苯、二甲苯、氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、对二氯苯、硝基苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1，1-二氯乙烷、1，2-二氯乙烷、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙醚、二丁醚、二氧六环、四氢呋喃、环丁砜。
再进一步，所述的有机溶剂为下列之一：甲苯、二甲苯、氯苯、硝基苯、氯仿、四氯化碳、1，2-二氯乙烷、环丁砜，所述的有机溶剂的用量为反应物总重量的0.5-5倍。
所述的苯甲酰脲类衍生物的制备方法中，所述的取代苯胺优选下列之一：3，5-二氯-2，4-二氟苯胺、3，4-二氯苯胺、4-氯苯胺、4-三氟甲基苯胺、4-三氟甲氧基苯胺或3，5-二氯-4-(1，1-二氟-2，2-二氟乙氧基)苯胺，所述的取代苯甲酰胺优选2，6-二氟苯甲酰胺或2，6-二氯苯甲酰胺。
较为具体的，苯甲酰脲类衍生物的制备方法为：按照取代苯胺∶双(三氯甲基)碳酸酯∶取代苯甲酰胺的物质的量比为1∶0.4～0.5∶1.0～1.1，在冰浴冷却下，将双(三氯甲基)碳酸酯溶于有机溶剂中，再将取代苯胺和有机溶剂的混合液缓慢加入，滴加完毕在20～200℃下反应0.5～10h，降温至室温，将取代苯甲酰胺和有机溶剂的混合液加入，在20～200℃下反应0.5～10h，自然冷却，过滤，真空干燥即得产品苯甲酰脲类衍生物。
较好的，所述的取代苯胺与双(三氯甲基)碳酸酯在温度为50～150℃反应1～7小时，更优选在80～100℃反应2～5小时，取代苯甲酰胺溶液加入后在温度为70～160℃反应3～10小时，更好的在100～120℃反应5～8h。
具体的，苯甲酰脲类衍生物的制备方法为按照取代苯胺∶双(三氯甲基)碳酸酯∶取代苯甲酰胺的物质的量比为1∶0.4～0.5∶1.0～1.1，在冰浴冷却下，将双(三氯甲基)碳酸酯溶于有机溶剂中，再将3，5-二氯-2，4-二氟苯胺或4-三氟甲基苯胺和有机溶剂的混合液缓慢加入，滴加完毕在80～100℃下反应2～5h，降温至室温，将2，6-二氟苯甲酰胺或2，6-二氯苯甲酰胺和有机溶剂的混合溶液加入，在100～120℃下反应5～8h，自然冷却，过滤，真空干燥即得产品，所述的有机溶剂为甲苯或二甲苯，总的用量为反应物总重量的1.5倍。
本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：
使用了双(三氯甲基)碳酸酯替代现有工艺中的草酰氯、光气或双光气进行反应，双(三氯甲基)碳酸酯又称固体光气，是一稳定的固体化合物(熔点77～83℃，沸点205～206℃)，即使在沸腾时，也仅因为分解出微量的光气，因而在运输、贮藏和使用过程中极为安全、方便，仅当一般有毒物质处理，其价格仅为草酰氯的1/7～1/6，略高于光气和三光气。因此总体来讲，本发明操作简单、反应步骤少、溶剂损失小、环境友好、生产安全可靠、生产成本低，反应收率高，毒性小，腐蚀性小，具有较大工业化潜力和社会经济效益。
(四)具体实施方式：
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1
在500mL三口烧瓶中，装滴液漏斗、带氯化钙干燥管的回流冷凝管及温度计，用磁力搅拌器搅拌。在三口烧瓶中加入100mL二甲苯和59.5g(0.2mol)双(三氯甲基)碳酸酯(BTC)，冰浴冷却至0℃以下，搅拌，将99.0g(0.5mol)3，5-二氯-2，4-二氟苯胺和50mL二甲苯的混合液缓慢滴入，控制滴加温度5～10℃，滴加完毕升温至90℃反应3h。自然冷却，缓慢加入78.6g(0.5mol)2，6-二氟苯甲酰胺和50mL二甲苯的混合液，滴加完毕升温至100℃反应7h，停止反应，自然冷却，过滤，真空干燥，得白色针状固体181.2g，即产品1-(3，5-二氯-2，4-二氟苯基)-3-(2，6-二氟苯甲酰基)脲，收率为93.5％，经高效液相色谱分析纯度为98.3％。
实施例2
投料物质的量比为3，5-二氯-2，4-二氟苯胺∶双(三氯甲基)碳酸酯为1∶0.5，其它操作同实施例1。收率为94.2％，经高效液相色谱分析纯度为98.6％。
实施例3
投料物质的量比为3，5-二氯-2，4-二氟苯胺∶双(三氯甲基)碳酸酯为1∶0.6，其它操作同实施例1。收率为94.7％，经高效液相色谱分析纯度为98.7％。
实施例4
投料物质的量比为3，5-二氯-2，4-二氟苯胺∶双(三氯甲基)碳酸酯为1∶1.2，其它操作同实施例1。收率为96.2％，经高效液相色谱分析纯度为99.1％。
实施例5
投料物质的量比为3，5-二氯-2，4-二氟苯胺∶2，6-二氟苯甲酰胺为1∶1.1，其它操作同实施例1。收率为93.6％，经高效液相色谱分析纯度为98.5％。
实施例6
投料物质的量比为3，5-二氯-2，4-二氟苯胺∶2，6-二氟苯甲酰胺为1∶1.2，其它操作同实施例1。收率为93.9％，经高效液相色谱分析纯度为98.8％。
实施例7
投料物质的量比为3，5-二氯-2，4-二氟苯胺∶2，6-二氟苯甲酰胺为1∶1.5，其它操作同实施例1。收率为94.3％，经高效液相色谱分析纯度为99.0％。
实施例8
将3，5-二氯-2，4-二氟苯胺溶液滴加完毕后反应温度改为80℃，其它操作同实施例1。收率为93.1％，经高效液相色谱分析纯度为98.0％。
实施例9
3，5-二氯-2，4-二氟苯胺溶液滴加完毕后反应温度改为100℃，其它操作同实施例1。收率为93.9％，经高效液相色谱分析纯度为98.9％。
实施例10
2，6-二氟苯甲酰胺溶液滴加完毕后反应温度改为110℃，其它操作同实施例1。收率为94.3％，经高效液相色谱分析纯度为98.6％。
实施例11
2，6-二氟苯甲酰胺溶液滴加完毕后反应温度改为120℃，其它操作同实施例1。收率为94.6％，经高效液相色谱分析纯度为98.7％。
实施例12
3，5-二氯-2，4-二氟苯胺溶液滴加完毕后反应时间改为4h，其它操作同实施例1。收率为94.3％，经高效液相色谱分析纯度为99.1％。
实施例13
3，5-二氯-2，4-二氟苯胺溶液滴加完毕后反应时间改为5h，其它操作同实施例1。收率为94.8％，经高效液相色谱分析纯度为99.3％。
实施例14
2，6-二氟苯甲酰胺溶液滴加完毕后反应时间改为6h，其它操作同实施例1。收率为93.7％，经高效液相色谱分析纯度为98.8％。
实施例15
2，6-二氟苯甲酰胺溶液滴加完毕后反应时间改为8h，其它操作同实施例1。收率为94.4％，经高效液相色谱分析纯度为98.9％。
实施例16
溶剂二甲苯改为氯苯，其它操作同实施例1。收率为92.8％，经高效液相色谱分析纯度为97.8％。
实施例17
溶剂二甲苯改为1，2-二氯乙烷，其它操作同实施例1。收率为92.8％，经高效液相色谱分析纯度为97.8％。
实施例18
溶剂二甲苯改为甲苯，其它操作同实施例1。收率为93.1％，经高效液相色谱分析纯度为98.5％。
实施例19
3，5-二氯-2，4-二氟苯胺改为3，4-二氯苯胺，2，6-二氟苯甲酰胺改为2，6-二氯苯甲酰胺，其它操作同实施例1。得到产品1-(3，4-二氯苯基)-3-(2，6-二氯苯甲酰基)脲178.4g，收率为94.1％，经高效液相色谱分析纯度为99.7％。
实施例20
3，5-二氯-2，4-二氟苯胺改为4-氯苯胺，其它操作同实施例1。得到产品1-(4-氯苯基)-3-(2，6-二氟苯甲酰基)脲148.5g，收率为93.8％，经高效液相色谱分析纯度为98.1％。
实施例21
3，5-二氯-2，4-二氟苯胺改为4-氯苯胺，2，6-二氟苯甲酰胺改为2，6-二氯苯甲酰胺，其它操作同实施例1。得到产品1-(4-氯苯基)-3-(2，6-二氯苯甲酰基)脲160.7g，收率为92.3％，经高效液相色谱分析纯度为98.7％。
实施例22
3，5-二氯-2，4-二氟苯胺改为4-三氟甲基苯胺，其它操作同实施例1。得到产品1-(4-三氟甲基苯基)-3-(2，6-二氟苯甲酰基)脲165.9g，收率为95.3％，经高效液相色谱分析纯度为98.9％。
实施例23
3，5-二氯-2，4-二氟苯胺改为4-三氟甲氧基苯胺，其它操作同实施例1。得到产品1-(4-三氟甲氧基苯基)-3-(2，6-二氟苯甲酰基)脲175.4g，收率为95.6％，经高效液相色谱分析纯度为98.2％。
实施例24
3，5-二氯-2，4-二氟苯胺改为3，5-二氯-4-(1，1-二氟-2，2-二氟乙氧基)苯胺，其它操作同实施例1。得到产品1-[3，5-二氯-4-(1，1-二氟-2，2-二氟乙氧基)苯基]-3-(2，6-二氟苯甲酰基)脲218.0g，收率为91.5％，经高效液相色谱分析纯度为96.8％。
实施例25
溶剂二甲苯改为1，1-二氯乙烷，其它操作同实施例1。收率为87.6％，经高效液相色谱分析纯度为98.7％。
实施例26
溶剂二甲苯改为甲酸乙酯，其它操作同实施例1。收率为98.7％，经高效液相色谱分析纯度为98.2％。
实施例27
溶剂二甲苯改为二氧六环，其它操作同实施例1。收率为98.4％，经高效液相色谱分析纯度为98.9％。
实施例28
溶剂二甲苯改为环丁砜，其它操作同实施例1。收率为99.1％，经高效液相色谱分析纯度为98.8％。
Claims (12)
1.一种如式(I)所示的苯甲酰脲类衍生物的制备方法，其特征在于所述方法是由式(II)所示的取代苯胺与双(三氯甲基)碳酸酯和式(III)所示的取代苯甲酰胺在有机溶剂中，于20～200℃反应1～20h，得到所述的苯甲酰脲类衍生物，
其中，R1和R2各自独立为氢或卤素，R3、R4、R5、R6和R7各自独立为氢、卤素、C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基、C6～C10的芳醚基，所述的有机溶剂为非质子溶剂。
2.一种如式(I)所示的苯甲酰脲类衍生物的制备方法，其特征在于所述方法是由式(II)所示的取代苯胺与双(三氯甲基)碳酸酯和式(III)所示的取代苯甲酰胺在有机溶剂中，于20～200℃反应1～20h，得到所述的苯甲酰脲类衍生物，
所述的取代苯胺为4-三氟甲基苯胺、4-三氟甲氧基苯胺或3，5-二氯-4-(1，1-二氟-2，2-二氟乙氧基)苯胺，R3、R4、R5、R6和R7与所述的4-三氟甲基苯胺、4-三氟甲氧基苯胺或3，5-二氯-4-(1，1-二氟-2，2-二氟乙氧基)苯胺各自相对应，所述的取代苯甲酰胺为2，6-二氟苯甲酰胺或2，6-二氯苯甲酰胺，R1和R2与所述的2，6-二氟苯甲酰胺或2，6-二氯苯甲酰胺相对应；所述的有机溶剂为非质子溶剂。
3.如权利要求1或2所述的苯甲酰脲类衍生物的制备方法，其特征在于所述的取代苯胺∶双(三氯甲基)碳酸酯∶取代苯甲酰胺的物质的量比为1∶0.3～1.5∶1.0～1.5。
4.如权利要求3所述的苯甲酰脲类衍生物的制备方法，其特征在于所述的取代苯胺∶双(三氯甲基)碳酸酯∶取代苯甲酰胺的物质的量比为1∶0.4～1.0∶1.0～1.2。
5.如权利要求1或2所述的苯甲酰脲类衍生物的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为下列之一：苯、取代苯、C1～C5的卤代烷烃、C2～C8的脂肪酯、醚类溶剂或环丁砜，所述的取代苯为甲基取代苯、硝基取代苯、卤取代苯。
6.如权利要求5所述的苯甲酰脲类衍生物的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为下列之一：苯、甲苯、二甲苯、氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、对二氯苯、硝基苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1，1-二氯乙烷、1，2-二氯乙烷、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙醚、二丁醚、二氧六环、四氢呋喃、环丁砜。
7.如权利要求6所述的苯甲酰脲类衍生物的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为下列之一：甲苯、二甲苯、氯苯、硝基苯、氯仿、四氯化碳、1，2-二氯乙烷、环丁砜，所述的有机溶剂的用量为反应物总重量的0.5-5倍。
8.如权利要求1所述的苯甲酰脲类衍生物的制备方法，其特征在于所述的取代苯胺为下列之一：3，5-二氯-2，4-二氟苯胺、3，4-二氯苯胺、4-氯苯胺，所述的取代苯甲酰胺为2，6-二氟苯甲酰胺或2，6-二氯苯甲酰胺。
9.如权利要求1或2所述的苯甲酰脲类衍生物的制备方法，其特征在于所述的方法为：按照取代苯胺∶双(三氯甲基)碳酸酯∶取代苯甲酰胺的物质的量比为1∶0.4～0.5∶1.0～1.1，在冰浴冷却下，将双(三氯甲基)碳酸酯溶于有机溶剂中，再将取代苯胺和有机溶剂的混合液缓慢加入，滴加完毕在20～200℃下反应0.5～10h，降温至室温，将取代苯甲酰胺和有机溶剂的混合液加入，在20～200℃下反应0.5～10h，自然冷却，过滤，真空干燥即得所述的取代苯甲酰脲类衍生物。
10.如权利要求9所述的苯甲酰脲类衍生物的制备方法，其特征在于所述的取代苯胺与双(三氯甲基)碳酸酯在温度为50～150℃反应1～7小时，取代苯甲酰胺溶液加入后在温度为70～160℃反应3～10小时。
11.如权利要求1所述的苯甲酰脲类衍生物的制备方法，其特征在于所述的方法为按照取代苯胺∶双(三氯甲基)碳酸酯∶取代苯甲酰胺的物质的量比为1∶0.4～0.5∶1.0～1.1，在冰浴冷却下，将双(三氯甲基)碳酸酯溶于有机溶剂中，再将3，5-二氯-2，4-二氟苯胺和有机溶剂的混合液缓慢加入，滴加完毕在80～100℃下反应2～5h，降温至室温，将2，6-二氟苯甲酰胺或2，6-二氯苯甲酰胺和有机溶剂的混合液加入，在100～120℃下反应5～8h，自然冷却，过滤，真空干燥即得产品，所述的有机溶剂为甲苯或二甲苯。
12.如权利要求2所述的苯甲酰脲类衍生物的制备方法，其特征在于所述的方法为按照取代苯胺∶双(三氯甲基)碳酸酯∶取代苯甲酰胺的物质的量比为1∶0.4～0.5∶1.0～1.1，在冰浴冷却下，将双(三氯甲基)碳酸酯溶于有机溶剂中，再将4-三氟甲基苯胺和有机溶剂的混合液缓慢加入，滴加完毕在80～100℃下反应2～5h，降温至室温，将2，6-二氟苯甲酰胺或2，6-二氯苯甲酰胺和有机溶剂的混合液加入，在100～120℃下反应5～8h，自然冷却，过滤，真空干燥即得产品，所述的有机溶剂为甲苯或二甲苯。
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