CN101717395A

CN101717395A - 一种氯虫苯甲酰胺农药的合成方法

Info

Publication number: CN101717395A
Application number: CN200910228966A
Authority: CN
Inventors: 徐凤波; 张奉志; 敖丽华; 孔晓菲; 金艳娟
Original assignee: Nankai University
Current assignee: Nankai University
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2010-06-02

Abstract

一种氯虫苯甲酰胺农药的合成方法，属于农用杀虫剂领域，具体涉及一种氯虫苯甲酰胺农药的合成方法。化合物II与III在有机溶剂中，温度为100℃-180℃条件下反应6-10小时制得目标化合物I。本发明的优点是：制备方法简单实用，效率高，各步产物的收率在85％以上；合成过程中采用的试剂毒性低、溶剂可循环使用且副反应少，因而对设备腐蚀小、对环境污染小；由于原料价格便宜，使生产成本降低，经济性好，因此具有良好的应用前景。

Description

一种氯虫苯甲酰胺农药的合成方法

技术领域

本发明属于农用杀虫剂领域，具体涉及一种氯虫苯甲酰胺农药的合成方法。

背景技术

由于杀虫剂、杀菌剂在使用一段时间后，害虫、病菌等生物会对其产生抗性，因此，需要不断发明新型的具有杀虫、杀菌活性的化合物，并且具有在工业上进行大量生产可能性的新品种，而氯虫苯甲酰胺农药就满足了以上的各种要求，并且其在50ppm的浓度下对黏虫具有较高的防治效果。而且不易与已有杀虫剂产生交互抗性，对鱼、蜂、水生生物、天敌及哺乳动物毒性较低，对环境十分友好，并且对农产品无残留影响，同其他农药混和性能好。

氯虫苯甲酰胺农药是一类广谱杀虫剂，主要用于防治多种作物的鳞翅目害虫，对其他害虫也有较好的防效。其作用机理是激活兰尼碱受体，释放平滑肌和横纹肌细胞内贮存的钙，引起肌肉调节衰弱、麻瘅，直至害虫死亡。作用方式为胃毒和接触毒性，胃毒为主要作用方式。可经茎、叶表面渗透植物体内，还可通过根部吸收和在木质部移动。

基于上述该种农药的优点，目前急需一种具有经济性高、收率好、副反应少和对环境污染小的合成方法来促进该种农药的应用和生产。而目前文献『WO2006068669，WO2008010897，Bioorganic& Medicinal Chemistry Letter 2007(17)6274-6279』介绍的该种化合物的合成方法，都有各自的特点，但对于工业化的大生产却存在着一定操作和经济性上的困难，比如：收率低、污染大、后处理复杂、成本高等不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单实用、经济性高、收率高、副反应少和对环境污染小的氯虫苯甲酰胺农药的合成方法。

本发明的氯虫苯甲酰胺农药的合成方法，合成步骤为：

1)3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯，即通式化合物IV的制备，如图1：

3-甲基-2-氨基苯甲酸甲酯的5位氯化，即以3-甲基-2-氨基苯甲酸甲酯为起始原料，以次氯酸钠溶液和冰醋酸为氯化试剂，以有机溶剂和水共同作为溶剂，将其在温度低于-5℃的条件下混合进行氯化，反应半小时，分离有机相，干燥后制得3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯，通式为

2)通式化合物II的制备，如图2：

酯基化合物IV的酰胺化是在催化剂下进行，3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯、甲胺溶液和催化剂A加入烧瓶中，在温度为50～100℃的条件下，反应6小时，降至常温常压后分离溶剂和催化剂，将得到的晶体用二氯甲烷溶解，然后加入活性碳，在70～80℃条件下搅拌1小时，抽滤旋干后即可制得产品化合物II，通式为

3)氯虫苯甲酰胺化合物I的制备：化合物III的通式为：

II与III在有机溶剂中，温度为100℃-180℃条件下反应6-10小时制得目标化合物I，通式为

步骤1)所述次氯酸钠溶液的重量百分比浓度为10％，3-甲基-2-氨基苯甲酸甲酯与次氯酸钠溶液的重量比为1∶10～15，次氯酸钠溶液与冰醋酸的重量比为10∶1。

步骤1)所述3-甲基-2-氨基苯甲酸甲酯与溶剂的用量比为40g～60g/L。

步骤1)所述有机溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷。

步骤1)所述有机溶剂与水的容积比为1.5∶1。

步骤2)所述的甲胺乙醇溶液重量百分比浓度为25-30％，酯基化合物IV与甲胺乙醇溶液的重量比为2-10∶1。

步骤3)的有机溶剂选自甲苯，二甲苯，三甲苯，偏三氯苯，二氧六环或DMF中的一种或几种。

本发明的优点是：制备方法简单实用，效率高，各步产物的收率在85％以上；合成过程中采用的试剂毒性低、溶剂可循环使用且副反应少，因而对设备腐蚀小、对环境污染小；由于原料价格便宜，使生产成本降低，经济性好，因此具有良好的应用前景。

附图说明

图1是生成通式化合物IV的反应式。

图2是生成通式化合物II的反应式。

图3是生成通式化合物I的反应式。

具体实施方式：

实施例1：化合物I的制备

1)3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯

在温度为-15～0℃的容器中，加入二氯甲烷150mL、3-甲基-2-氨基苯甲酸甲酯10g、冰醋酸10g和水100ml，即3-甲基-2-氨基苯甲酸甲酯与溶剂的用量比为40g/L，有机溶剂与水的容积比为1.5∶1，降至-10～-8℃，加入100g的重量百分比浓度为10％的次氯酸钠溶液，即邻氨基苯甲酸甲酯与次氯酸钠溶液的重量比为1∶10，次氯酸钠溶液与冰醋酸的重量比为10∶1，保持温度在-8℃，反应半小时，分离有机相，干燥后制得2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯的白色结晶；收率为98％。经核磁共振检测为目的产物，¹HNMR(300M，CDCl₃)：δ(ppm)2.15(s，3)，3.80(s，3)，5.50(s，2H)，7.18(s，1H，)，7.74(s，1H)。

2)3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯的氨解

制得的3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯和甲胺乙醇溶液加入烧瓶中，加入3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯10g，重量百分比浓度为25-30％的甲胺乙醇溶液20g，即3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯与甲胺乙醇溶液的重量比为1∶2，催化剂A(0.05g)，即催化剂的用量为3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯重量的0.5％，在温度为50～60℃的条件下，反应12小时，降至常压后分离溶剂，将得到的晶体用二氯甲烷溶解，然后加入活性碳，在70～80℃条件下搅拌1小时，抽滤后即可制得产品通式化合物II，产率为95％。经核磁共振检测为目的产物，¹HNMR(300M，CDCl₃)：δ(ppm)2.14(s，3)，2.96(s，3)，5.53(s，2H)，6.03(s，1H)，7.09(s，1H)，7.16(s，1H)。

3)化合物I的合成

在250ml三口烧瓶上装配滴液漏斗，机械搅拌器和蒸汽套分流柱(柱长15-20cm)，柱顶为蒸馏头。蒸馏头装有温度计和向下倾斜的冷凝器。向烧瓶中加入31.35(0.11mol)1-(3-氯吡啶-2-基)-3-氯-1H-吡唑-5-羧酸乙酯(III)和50ml无水二甲苯，将烧瓶置油浴中加热至145-150℃。开动搅拌，在30min内滴加18.45g(0.1mol)3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酰甲胺和50ml二甲苯组成的溶液，大约滴加5min，蒸馏头温度即达75-78℃，乙醇开始蒸出。在1h内约有6-7ml馏出液(乙醇)收集于10ml量筒内，蒸馏头的温度降低，表示反应已完成。

将烧瓶中溶液倾至250ml烧杯中，并用10ml二甲苯刷洗烧瓶。减蒸出60ml二甲苯后置于室温，慢慢析出固体，过滤得到棕黄色固体，收率为86％，经核磁共振检测为目的产物化合物I，¹HNMR(300M，CDCl₃)：δ(ppm)2.15(s，3H)，2.93(s，3H)，6.24(s，1H)，7.07(s，1H)，7.18(d，2H)，7.36(dd，1H)，7.84(dd，1H)，8.44(dd，1H)，10.09(s，1H)。

实施例2：化合物I的制备

1)3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯

在温度为-15～0℃的容器中，加入三氯甲烷150mL、3-甲基-2-氨基苯甲酸甲酯10g、冰醋酸10g和水100ml，即3-甲基-2-氨基苯甲酸甲酯与溶剂的用量比为40g/L，有机溶剂与水的容积比为1.5∶1，降至-10～-8℃，加入100g的重量百分比浓度为10％的次氯酸钠溶液，即邻氨基苯甲酸甲酯与次氯酸钠溶液的重量比为1∶10，次氯酸钠溶液与冰醋酸的重量比为10∶1，保持温度在-8℃，反应半小时，分离有机相，干燥后制得2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯的白色结晶；收率为95％。核磁共振检测为目的产物，¹H NMR(300M，CDCl₃)：δ(ppm)2.15(s，3)，3.80(s，3)，5.50(s，2H)，7.18(s，1H，)，7.74(s，1H)。

2)3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯的氨解

制得的3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯和甲胺水溶液加入烧瓶中，加入3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯10g，重量百分比浓度为25-30％的甲胺乙醇溶液100g，即3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯与甲胺水溶液的重量比为1∶10，催化剂A(0.1g)，即催化剂的用量为3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯重量的1％，在温度为80～100℃的条件下，反应5小时，降至常压后分离溶剂水，将得到的晶体用二氯甲烷溶解，然后加入活性碳，在70～80℃条件下搅拌1小时，抽滤后即可制得产品，产率为98％。经核磁共振检测为目的产物，¹HNMR(300M，CDCl₃)：δ(ppm)2.14(s，3)，2.96(s，3)，5.53(s，2H)，6.03(s，1H)，7.09(s，1H)，7.16(s，1H)。

3)氯虫苯甲酰胺化合物I的制备：

在250ml三口烧瓶上装配滴液漏斗，机械搅拌器和蒸汽套分流柱(柱长15-20cm)，柱顶为蒸馏头。蒸馏头装有温度计和向下倾斜的冷凝器。向烧瓶中加入31.35(0.11mol)1-(3-氯吡啶-2-基)-3-氯-1H-吡唑-5-羧酸乙酯(III)和50ml无水二甲苯，将烧瓶置油浴中加热至145-150℃。开动搅拌，在30min内滴加18.45g(0.1mol)3-甲基-2-氨基-5-氯-苯甲酰甲胺和50ml二甲苯组成的溶液，大约滴加5min，蒸馏头温度即达75-78℃，乙醇开始蒸出。在1h内约有6-7ml馏出液(乙醇)收集于10ml量筒内，蒸馏头的温度降低，表示反应已完成。

将烧瓶中溶液倾至250ml烧杯中，并用10ml二甲苯刷洗烧瓶。减蒸出60ml二甲苯后置于室温，慢慢析出固体，过滤得到棕黄色固体，收率为86％。经核磁共振检测为目的产物化合物I，¹HNMR(300M，CDCl₃)：δ(ppm)2.15(s，3H)，2.93(s，3H)，6.24(s，1H)，7.07(s，1H)，7.18(d，2H)，7.36(dd，1H)，7.84(dd，1H)，8.44(dd，1H)，10.09(s，1H)。

Claims

1.一种氯虫苯甲酰胺农药的合成方法，合成步骤为：

1)3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯，即通式化合物IV的制备：

以3-甲基-2-氨基苯甲酸甲酯为起始原料，以次氯酸钠溶液和冰醋酸为氯化试剂，以有机溶剂和水共同作为溶剂，将其在温度低于-5℃的条件下混合进行氯化，反应半小时，分离有机相，干燥后制得3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯，通式为

2)通式化合物II的制备：

3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯、甲胺的乙醇溶液和催化剂A加入烧瓶中，在温度为50～100℃的条件下，反应6小时，降至常温常压后分离溶剂，将得到的晶体用二氯甲烷溶解，然后加入活性碳，在70～80℃条件下搅拌1小时，抽滤旋干后即可制得产品化合物II，通式为催化剂A的通式为

3)氯虫苯甲酰胺化合物的制备：

II与III在有机溶剂中，温度为100℃-180℃条件下反应6-10小时制得氯虫苯甲酰胺化合物I，通式为

化合物III的通式为

2.如权利要求1所述的氯虫苯甲酰胺农药的合成方法，其特征在于，步骤1)所述次氯酸钠溶液的重量百分比浓度为10％，3-甲基-2-氨基苯甲酸甲酯与次氯酸钠溶液的重量比为1∶10～15，次氯酸钠溶液与冰醋酸的重量比为10∶1。

3.如权利要求1所述的氯虫苯甲酰胺农药的合成方法，其特征在于，步骤1)所述3-甲基-2-氨基苯甲酸甲酯与溶剂的用量比为40g～60g/L。

4.如权利要求1所述的氯虫苯甲酰胺农药的合成方法，其特征在于，步骤1)所述有机溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷。

5.如权利要求1所述的氯虫苯甲酰胺农药的合成方法，其特征在于，步骤1)所述有机溶剂与水的容积比为1.5∶1。

6.如权利要求1所述的氯虫苯甲酰胺农药的合成方法，其特征在于，步骤2)所述的甲胺乙醇溶液重量百分比浓度为25-30％，酯基化合物IV与甲胺乙醇溶液的重量比为2-10∶1。

7.如权利要求1所述的氯虫苯甲酰胺农药的合成方法，其特征在于，步骤2)所述的催化剂的用量为3-甲基-2-氨基-5-氯苯甲酸甲酯重量的0.5-1％。

8.如权利要求1所述的氯虫苯甲酰胺农药的合成方法，其特征在于，步骤3)的有机溶剂选自甲苯，二甲苯，三甲苯，偏三氯苯，二氧六环或DMF中的一种或几种。