CN102311424A

CN102311424A - 一种氯虫苯甲酰胺关键中间体的合成方法

Info

Publication number: CN102311424A
Application number: CN2010102284048A
Authority: CN
Inventors: 陈帆; 成江; 潘长多
Original assignee: Wenzhou University
Current assignee: Wenzhou University
Priority date: 2010-07-05
Filing date: 2010-07-05
Publication date: 2012-01-11

Abstract

本发明是一种合成3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酰氯的制备方法，涉及一种除虫剂——氯虫苯甲酰胺的关键中间体的合成方法，以2，3-二氯-吡啶为原料，经过肼化、环合、溴化、氧化、水解和酰氯化得到中间体。本发明的创新是将溴化过程目前用到的溴化试剂三溴氧磷用五溴化磷代替，酰氯化过程中用环保的固体光气代替二氯亚砜。本发明的合成方法具有环保、三废少，并且合成收率高、产品质量好的特点。

Description

一种氯虫苯甲酰胺关键中间体的合成方法

技术领域：

本发明涉及一种农药杀虫剂氯虫苯甲酰胺关键中间体——3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酰氯的合成方法，具体是采用2，3-二氯吡啶为起始原料制备3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酰氯的生产方法，属于有机合成领域。

背景技术：

农产品中杀虫剂的残留和对动物的毒性问题，一直是人们关注的热点。近年来，各种高效、低毒杀虫剂的开发成功，正在改变杀虫剂对环境的影响。杜邦公司划时代杀虫剂“氯虫苯甲酰胺”的“横空出世”，我们人类才拥有了“真正意义上的杀虫剂”！氯虫苯甲酰胺不仅能够准确、甚至精确攻击、控制靶标害虫，而对其它生物与生态环境非常友好，以及“无残留毒性”的特点和其它综合表现优异的理化特性，已经让氯虫苯甲酰胺具备“生态农药”特殊品质，荣获2007年布莱顿(BCPC)植保大会最具创新化学奖。

氯虫苯甲酰胺的结构式如化学式1，用逆合成的方法对其进行拆分，拆分得到两个关键中间体A和B。

化学式1

关键中间体B——3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酰氯的合成方法主要有三种：专利WO03106427和WO2004033468报道了以N，N-二甲基氨磺酰基吡唑为起始原料合成化合物3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酰氯的制备方法(见化学式2)，此路线主要缺点是运用了如LDA、TFA等特殊试剂，原料价格昂贵，使来源受限，且需-78℃低温，反应条件苛刻，对设备的要求也高，不适合工业化生产。专利WO2004087689报道了以马来酸酐为起始原料合成3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酰氯的制备方法(见化学式3)，此路线合成步骤繁多，收率低，不利于工业化生产。专利WO03016283和CN101298451报道了以2，3-二氯吡啶和马来酸二乙酯为起始原料合成关键中间体3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酰氯的制备方法(见化学式4)，条件温和，操作简单，适合工业化生产。

一直以来，科研人员致力于开发新的、更为先进、更加环保的制备方法，以获得质量更优、价格更低的氯虫苯甲酰胺杀虫剂以及其中间体。

发明内容：

本发明的目的是提供一种更先进、更环保的制备氯虫苯甲酰胺关键中间体噻唑烷酮3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酰氯的合成方法。

本发明是一种合成3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酰氯的制备方法，涉及一种除虫剂——氯虫苯甲酰胺的关键中间体的合成方法，以2，3-二氯-吡啶为原料，经过肼化、环合、溴化、氧化、水解和酰氯化得到中间体。

本发明的原理如化学式5所示：

本发明是一种合成除虫剂氯虫苯甲酰胺的中间体3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酰氯的制备方法，其创新技术是采用固体光气酰氯化、以五溴化磷代替三溴氧磷，与现有方法相比，方法新颖，产品质量好，生产废水少，更为环保。

具体实施方法：

1、3-氯-2-肼基吡啶的合成

将50％水合肼150mL于室温下加入到含2，3-二氯吡啶(58.8g，0.4mol)的120mL乙二醇溶液中，加热回流20h，冷却到室温。过滤收集白色固体产品50.3g，收率88％。

¹H NMR(300MHz，CDCl₃)：δ8.09～8.04(d，1H)，7.60～7.53(d，1H)，6.65～6.58(d，1H)，6.3(s，1H)，4.0(s，2H)。

2、1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-甲酸乙酯的合成

于500mL反应瓶中加入240mL乙醇，慢慢加入4.95g金属钠，回流反应制成乙醇钠溶液。加入3-氯-2-肼基吡啶(28.6，0.2mol)，回流十分钟，再滴加马来酸二乙酯(36.1g，0.21mol)，继续回流30min，然后降温至65℃，加入21.7g的冰醋酸和20mL的水。接着旋干大部分的溶剂，再用200mL的水溶解，最后加入70％的乙醇溶液150mL，过滤得黄绿色固体，再用20mL的冷的乙酸乙酯洗涤两次，得到27.8g白色固体，收率52％。

¹H NMR(300MHz，DMSO)：δ8.28～8.26(q，1H)，7.95～7.20(q，2H)，4.87～4.81(q，1H)，4.24-4.16(q，2H)，2.97～2.86(q，1H)，2.40-2.34(q，1H)，1.25-1.20(t，3H)。

3、3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-4，5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯的合成

于500mL反应瓶加入300mL乙腈、1-(3-氯吡啶-2-基)-3-吡唑烷酮-5-甲酸乙酯(27g，0.1mol)和五溴化磷(34.4g，0.08mol)，回流反应5h，蒸除200mL的溶剂，加入饱和碳酸钠溶液中和至没有气泡产生，再加入含100mL二氯甲烷的水溶液萃取，除去水层，无水硫酸镁干燥、减压脱溶得蓝色油状物质(31.54g)，过夜析出晶体，收率95％。

¹H NMR(300MHz，DMSO)：δ8.11-8.07(q，1H)，7.69-7.65(q，1H)，6.90-6.85(q，1H)，5.31-5.24(q，1H)，4.24-4.16(q，2H)，3.51-3.40(q，1H)，3.30-3.20(q，1H)，1.24-1.18(t，3H).

MS：(m/z)332(M⁺).

4、3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酸乙酯的合成

向100mL反应瓶中加入3-溴-1-(3-氯吡啶-2-吡啶基)-4，5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯16.6g(0.05mol)、乙腈50mL、浓硫酸10g(0.1mol)，室温搅拌20min后加入过硫酸钾21.7g(0.08mol)，升温回流反应3h后停止反应，抽滤得黄色固体13.7g，收率83％。

¹H NMR(300MHz，DMSO)：δ8.52-8.50(q，1H)，7.93-7.90(q，1H)，7.47-7.42(q，1H)，7.02(s，1H)，4.26-4.20(q，2H)，1.24-1.19(t，3H).

5、3-溴-1-(3-氯吡啶-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸的合成

在250mL的反应瓶中加入3-溴-1-(3-氯吡啶-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸乙酯9.93g(30mmol)，60mL乙醇，含氢氧化钠1.33g(33.3mmol)的水溶液30mL，室温下搅拌1.5小时，减压脱除乙醇。溶液逐滴加入盐酸酸化至pH＝4，然后乙酸乙酯萃取、分离、干燥、浓缩得黄绿色固体7.8g，收率86％。

¹H NMR(300MHz，DMSO)：δ8.57-8.52(d，1H)，8.10-8.02(d，1H)，7.52-7.43(q，1H)，7.10(s，1H).

6、3-溴-1-(3-氯吡啶-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酰氯的合成

在50mL的烧瓶内，加入固体光气1.48g(5mmol)，再加入二氯乙烷10mL，充分搅拌溶解得固体光气溶液，然后转移至滴液漏斗中。另在100mL三口瓶中加入3-溴-1-(3-氯吡啶-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸4.55g(15mmol)，二氯甲烷20mL，搅拌溶解，再加入DMF 0.073g(1mmol)，接着滴加固体光气溶液，滴完后加热升温回流6小时。减压浓缩至干得到油状物4.75g，收率98.6％。

¹H NMR(300MHz，CDCl₃)：δ8.53-8.50(d，1H)，7.97-7.94(d，1H)，7.52-7.46(d，1H)，7.30(s，1H).MS：(m/z)321(M⁺).

Claims

1.一种氯虫苯甲酰胺关键中间体——3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酰氯的合成方法，其特征是：以2，3-二氯-吡啶为原料，经过肼化、环合、溴化、氧化、水解和酰氯化得到中间体，其中溴化过程的溴化试剂用五溴化磷代替三溴氧磷，酰氯化过程用固体光气代替二氯亚砜。

2.根据权利要求1所述的合成工艺，其特征是所述原料与五溴化磷的用量之比为1∶0.6～1∶1.2，优选1∶0.8。

3.根据权利要求1所述的合成工艺，其特征是所述原料与固体光气的用量之比为2∶1～4∶1，优选3∶1，催化剂优选是N，N-二甲基甲酰胺。