CN101792439B

CN101792439B - 一种由噻虫啉合成酰胺噻虫啉的方法

Info

Publication number: CN101792439B
Application number: CN2010101333051A
Authority: CN
Inventors: 葛峰; 单正军; 张冲; 孔德洋
Original assignee: Nanjing Institute of Environmental Sciences MEP
Current assignee: Nanjing Institute of Environmental Sciences MEP
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2030-03-25
Also published as: CN101792439A

Abstract

本发明公开了一种由噻虫啉合成酰胺噻虫啉的化学合成方法，它以噻虫啉为原料，以丙酮为溶剂介质，与硫酸进行加热反应。反应液用碱中和后，可先用二氯甲烷去除未反应的底物或直接用乙酸乙酯萃取，萃取液浓缩结晶，晶体用乙腈洗涤，可得到酰胺噻虫啉。该合成方法在较短的时间内，一步合成出酰胺噻虫啉，副产物少，工艺简便，产率高。

Description

一种由噻虫啉合成酰胺噻虫啉的方法

技术领域

本发明属于有机物的合成技术领域，特别涉及烟碱类杀虫剂衍生物的合成方法。

背景技术

噻虫啉(thiacloprid)是由拜耳公司继吡虫啉(imidacloprid)之后开发的另一种烟碱类广谱内吸性杀虫剂。它对刺吸式口器害虫和一些咀嚼式口器害虫具有高效、速效和持效期长以及对哺乳动物低毒对环境安全等特点，能够防治水稻、蔬菜、果树、棉花和马铃薯等作物上的大多数害虫。目前噻虫啉已在全球50多种作物上使用(Elbert et al.2008)。噻虫啉的动植物代谢研究表明，噻虫啉可在动植物体内被羟基化，脱氢，水解等，代谢途径复杂，代谢产物多样(Ford et a1.2006)。噻虫啉的土壤环境行为研究表明，该化合物在土壤中的主要代谢途径为水解氰基亚胺基药效基团生成酰胺噻虫啉(thiacloprid amide)，其转化率高达70％以上，且酰胺噻虫啉在土壤中的半衰期高达100天以上(Khron 2001)，因而可能会造成土壤的二次污染。采用土壤降解法虽然可以由噻虫啉合成酰胺噻虫啉，但由于土壤降解速度较慢，加入底物浓度低，总产率低，提取困难，因而目前市场上酰胺噻虫啉纯品价格高达2万元/克。直接采用化学水解法由噻虫啉合成酰胺噻虫啉在国内外均未有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种酰胺噻虫啉的化学合成方法，该方法合成酰胺噻虫啉的化学反应式如下：

本发明方法以以噻虫啉为原料，以丙酮或乙醇为溶剂介质，与强酸进行加热反应；反应液用碱中和后，先用二氯甲烷去除未反应的底物或直接用乙酸乙酯萃取，萃取液浓缩结晶，晶体用乙腈洗涤，得到酰胺噻虫啉。

本发明优选的工艺条件是：将噻虫啉溶解于丙酮或乙醇中，按加入强酸，溶剂与强酸体积比为3/1至1/1，在20-100℃下加热反应2-48小时，冷却后，先加入氢氧化钠或氢氧化钾溶液进行中和pH至中性，反应液可先用二氯甲烷去除未反应的底物，水相用乙酸乙酯萃取或直接将反应液用乙酸乙酯萃取，萃取液用无水硫酸钠脱水后，浓缩结晶，晶体经乙腈洗涤后，可制备出酰胺噻虫啉纯品。

本发明方法中需加入强酸进行氰基水解，强酸可以一次性加入或分步加入，溶剂与强酸总量的体积比在3/1至1/1之间，所说的强酸优选硫酸或硝酸。

本发明工艺简单，反应快，纯度高，成本低，产品可用于噻虫啉的环境代谢，土壤、水体和动植物残留等分析。

附图说明

图1是酰胺噻虫啉的HPLC图。

图2是酰胺噻虫啉的质谱图。

具体实施方式

本发明为酰胺噻虫啉的合成方法，在较低的温度下和较短的时间内，一步合成出酰胺噻虫啉，不需要复杂的柱层析等分离纯化工艺，即可得到酰胺噻虫啉纯品。将原料噻虫啉溶于丙酮或乙醇，加入浓硫酸或硝酸在50-100℃下加热反应2-48小时，冷却后，加入NaOH进行中和，先用二氯甲烷去除未反应的底物，水相用乙酸乙酯萃取或直接将反应液用乙酸乙酯萃取，萃取液用无水硫酸钠脱水后，浓缩结晶，晶体经乙腈洗涤后，可制备出酰胺噻虫啉纯品。

以下举例进一步说明采用本发明方法制备酰胺噻虫啉的工艺过程。

实施例一：

称取3.0g噻虫啉原药(纯度为95％)置于100ml烧杯中，加入30ml丙酮溶解，加入10ml浓硫酸，烧杯用保鲜膜封口，用电磁炉加热至70℃，反应2小时后，冷却反应液，产物得率为89％。加入10％质量比的氢氧化钠调节pH到7.0后，再加入50ml双蒸水使反应产物完全溶解，加入200ml乙酸乙酯进行萃取两次。萃取液静置分层后，收集乙酸乙酯相，加入约20g无水硫酸钠吸干水分。乙酸乙酯相于真空浓缩结晶仪中进行浓缩结晶，晶体再溶于乙酸乙酯，经真空干燥后，晶体用乙腈洗涤去除底物噻虫啉，每次加入乙腈10ml，洗涤3次后，可得到HPLC纯度为98％的酰胺噻虫啉1.3g。样品的HPLC、MS和NMR分析如下：

酰胺噻虫啉(保留时间为4.89min)的HPLC图如图1。

酰胺噻虫啉的质谱图如图2。

酰胺噻虫啉的核磁共振光谱数据为，碳谱，22.0，46.9，49.1，124.7，132.3，140.1，149.8，150.1，163.7，168.4；氢谱，3.02(2H)，3.52(2H)，4.70(2H)，6.28(1H)，6.55(1H)，7.48(1H)，7.80(1H)，8.40(1H)。

实施例二：

称取6.0g噻虫啉原药置于1000ml烧杯中，加入100ml丙酮溶解，加入50ml质量比为10％的硫酸，烧杯用保鲜膜封口，磁力搅拌器搅拌及保持反应温度为30℃，每隔3小时加入20ml的10％硫酸，共反应20小时。分步加入硫酸法可减少副产物的生成，产物生成率可提高到60％。加入10％NaOH调节pH到7.0，反应液与旋转蒸发仪中减压蒸馏去除丙酮，然后加入10％(V/V)二氯甲烷，振荡，静置，水相部分加入500ml乙酸乙酯进行萃取两次。萃取液静置分层后，收集乙酸乙酯相，加入约50g无水硫酸钠吸干水分。乙酸乙酯相于真空浓缩结晶仪中进行浓缩结晶，晶体再溶于乙酸乙酯，经真空干燥后，可得到3.2g酰胺噻虫啉。

实施例三：

称取4.0g噻虫啉原药置于1000ml烧杯中，加入50ml丙酮溶解，加入20ml浓硫酸，烧杯用保鲜膜封口，磁力搅拌器搅拌，加热至100℃，1小时后再加入20ml的浓硫酸，继续反应1小时后停止反应。反应液冷却后，加入10％KOH调节pH到7.0，并加入双蒸水至产物完全溶解，反应液与旋转蒸发仪中减压蒸馏去除丙酮后，加入500ml乙酸乙酯进行萃取两次。萃取液静置分层后，收集乙酸乙酯相，加入约40g无水硫酸钠吸干水分。乙酸乙酯相于真空浓缩结晶仪中进行浓缩结晶，真空干燥后，用10ml乙腈洗涤晶体两次，真空干燥后，可得到3.1g纯度大于98％的酰胺噻虫啉晶体。

实例四：

称取5.0g噻虫啉原药置于1000ml烧杯中，加入50ml乙醇溶解，加入40ml浓硫酸，烧杯用保鲜膜封口，磁力搅拌器搅拌，加热至100℃，半小时后再加入10ml浓硫酸，继续反应1小时后停止反应。反应液冷却后，加入10％KOH调节pH到7.0，并加入双蒸水至产物完全溶解，反应液与旋转蒸发仪中减压蒸馏去除乙醇后，加入500ml乙酸乙酯进行萃取两次。萃取液静置分层后，收集乙酸乙酯相，加入约50g无水硫酸钠吸干水分。乙酸乙酯相于真空浓缩结晶仪中进行浓缩结晶，真空干燥后，用10ml乙腈洗涤晶体两次，真空干燥后，可得到3.9g纯度大于98％的酰胺噻虫啉晶体。

实例五：

与实例二相同，硫酸换成硝酸。产物生成率为58％，可得到3.0g酰胺噻虫啉。

实例六：

与实例三相同，丙酮更换为乙醇，按上述实例三步骤操作，可得到2.9g酰胺噻虫啉。

Claims

1.一种由噻虫啉合成酰胺噻虫啉的方法，其特征在于，是以噻虫啉为原料，以丙酮或乙醇为溶剂介质，与浓硫酸或硝酸进行加热反应；反应液用碱中和后，先用二氯甲烷去除未反应的底物或直接用乙酸乙酯萃取，萃取液浓缩结晶，晶体用乙腈洗涤，得到酰胺噻虫啉。

2.根据权利要求1所述的由噻虫啉合成酰胺噻虫啉的方法，其特征在于，具体操作是：将噻虫啉溶解于丙酮或乙醇中，加入浓硫酸或硝酸，在20-100 ℃进行反应，反应2-48小时，冷却后，用氢氧化钠或氢氧化钾调节pH至7.0后，先用二氯甲烷去除未反应的底物，水相用乙酸乙酯萃取或直接将反应液用乙酸乙酯萃取，萃取相用无水硫酸钠吸去水分后，浓缩结晶，晶体用乙腈洗涤，制备出酰胺噻虫啉纯品。

3.根据权利要求1所述酰胺噻虫啉的合成方法，其特征在于，所说的浓硫酸或硝酸是分次加入到溶剂中，溶剂与浓硫酸或硝酸总量的体积比为3/1至1/1。