CN102786503B - 有害杂质克百威低于0.1%的含硫克百威衍生物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以二正丁胺或N-异丙基-β-丙氨酸乙酯胺衍生物与一氯化硫为原料，在缚酸剂三乙胺和有机溶剂1,2-二氯乙烷的存在下，制得二硫化物，然后与氯化剂硫酰氯反应生成氮硫氯，再在助溶剂N-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺的作用下与克百威反应，得到质量百分含量≥96%、主要有害杂质克百威含量＜0.1%的含硫克百威衍生物。本发明解决了克百威在反应过程中反应不完全的难题，避免了因固-液两相反应导致所得的丙硫克百威、丁硫克百威等含硫克百威衍生物含量和收率不高的缺点，解决了主要有害杂质克百威含量偏高的工艺难题，使丙硫克百威、丁硫克百威等克百威含硫衍生物的含量≥96%，收率为97～98%，产品中主要有害杂质克百威含量≤0.1%，推广应用前景十分广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种主要有害杂质克百威低于0.1%的含硫克百威衍生物的制备方法。
背景技术
克百威是广谱性杀虫、杀线虫剂，具有触杀和胃毒作用。它与胆碱酯酶结合不可逆，因此毒性甚高。能被植物根部吸收，并输送到植物各器官，以叶缘最多。土壤处量残效期长，稻田水面撒施残效期短。适用于水稻、棉花、烟草、大豆等作物上多种害虫的防治，也可专门用作种子处理剂使用。虽然克百威具有效果好，用途独特的优点，但是由于其高毒性，农业部等5部委联合发布第1586号公告，决定自2011年6月15日起停止受理克百威等22种高毒农药新增田问试验申请、登记申请及生产许可申请；停止批准含有上述农药的新增登记证和农药生产许可证(生产批准文件)。克百威含硫衍生物如丁硫克百威、丙硫克百威等杀虫性强，多数品种速效、残效期短、选择性强且对高等植物低毒，毒性只有克百威的二十分之一（曾宪泽等“丁硫克百威的化学合成”，《农药》34卷No.6（1995）P12转16）。克百威含硫衍生物的合成和提纯方法有很多，例如特开昭50-48137号公报中用吡啶作为反应溶剂和缚酸剂，但该法存在着反应时间长，目标产物收率和含量低的特点。如中国专利CN00113443.4通过柱层析能得到含量为92%的丁硫克百威原油，存在纯化成本过高和含量偏低的缺点。如美国专利US4329293A中用正己烷作为反应溶剂，三乙胺作为缚酸剂能得到95%的丁硫克百威原油，但是没有报导原油中克百威的含量。如专利US4413005A中用二氯甲烷作为反应溶剂合成一系列的氨基甲酸酯衍生物，收率在80%左右，通过柱层析得到产品，没有报道产品含量。如特开昭59-161353号公报中采用二氯乙烷为溶剂，用量为原料胺衍生物质量的6～10倍，即便如此克百威在反应过程中仍存在溶解不完全的情况，这样固-液两相反应导致所得克百威含硫衍生物含量和收率不高（含量为92.3～93.5%，收率为92.0～92.2%）。如中国专利CN98112379.1通过液碱洗涤得到含量为87%的丁硫克百威原油，存在纯化含量偏低的缺点。
这些专利都没有报道过含硫克百威衍生物中主要有害杂质克百威的具体含量，由于克百威在常规溶剂中溶解度都不是很大，缩合反应过程中克百威溶解不完全，导致少部分克百威未参与反应，含硫克百威衍生物含量不高，所含的主要有害杂质克百威较多，毒性甚高，能被植物根部吸收，并输送至植物各器官，故蔬菜、水果、茶叶等直接食用的农作物不能使用，并且对于鱼类、鹌鹑、野鸡、野鸭等高毒。美国、泰国、肯尼亚等国家和地区已经禁用，并对克百威的下游产品如丙硫克百威、丁硫克百威中主要有害杂质克百威的含量进行了严格的限定，必须低于0.1%。而目前现有技术合成的克百威含硫衍生物如丙硫克百威、丁硫克百威等，产品质量百分含量为92%以下，产品中含禁用原药克百威偏高，约1%左右，因此严重阻碍了丙硫克百威、丁硫克百威等克百威含硫衍生物的推广应用。
发明内容
本发明提供一种主要有害杂质克百威含量低于0.1%的含硫克百威衍生物的制备方法，含硫克百威衍生物的化学反应式如下：
R1=CH(CH3)2、C4H9 R2=CH2CH2COOC2H5、C4H9
本发明是以二正丁胺或N-异丙基-β-丙氨酸乙酯胺衍生物与一氯化硫为原料，在缚酸剂三乙胺和有机溶剂1,2-二氯乙烷的存在下，制得二硫化物，然后与氯化剂硫酰氯反应生成氮硫氯，再在助溶剂的作用下与克百威反应，得到质量百分含量为≥96%、主要有害杂质克百威含量＜0.1%的含硫克百威衍生物。
本发明中原料胺衍生物︰一氯化硫︰缚酸剂的摩尔比为1.0︰0.5︰1.0，有机溶剂用量为原料胺衍生物体积的6～10倍，反应温度-10～30℃，反应时间2～5小时，助溶剂是N-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺，用量为所用有机溶剂体积的2～10%。反应完毕后依次用水洗、稀硫酸洗，调pH值为中性后，再减压蒸馏得含硫克百威衍生物产品。含硫克百威衍生物产品外观为红褐色油状物，用高效液相色谱分析，含量≥96%，收率为97～98%（以克百威计），产品中主要有害杂质克百威含量≤0.05%。
所述含硫克百威衍生物是指丁硫克百威和丙硫克百威。
本发明与现有生产技术相比，解决了克百威在反应过程中反应不完全的难题，避免了因固-液两相反应导致所得的丙硫克百威、丁硫克百威等含硫克百威衍生物含量和收率不高的缺点，解决了主要有害杂质克百威含量偏高的工艺难题，使丙硫克百威、丁硫克百威等克百威含硫衍生物的含量≥96%，收率为97～98%，产品中主要有害杂质克百威含量≤0.1%，推广应用前景十分广阔。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
丙硫克百威，化学名称N-[2,3-二氢-2,2-二甲基苯并呋喃-7-基氧羰基（甲基）氨硫基]-N-异丙基-β-丙氨酸乙酯的制备
在带有搅拌的反应釜中加入1L 1,2-二氯乙烷，159g（1mol,166mL）N-异丙基-β-丙氨酸乙酯以及101g(1mol)三乙胺，冷却至0℃。搅拌下滴加67.5g(0.5mol)一氯化硫，滴毕后在0～10℃下反应1小时。反应完毕后水洗，分离出1,2-二氯乙烷层，减压浓缩至脱出1,2-二氯乙烷0.8L。然后再次降温至5℃，搅拌下滴加67.5g(0.5mol)硫酰氯，滴毕后在0～30℃下反应3小时，反应完毕后加入210g(0.95mol)克百威、20g(0.2mol)N-甲基吡咯烷酮和0.3L 1,2-二氯乙烷，冷却至-10℃，搅拌下滴加202g(2mol)三乙胺，滴毕后于-10℃搅拌5小时，反应完毕后依次水洗、稀硫酸洗，洗至中性后分离出1,2-二氯乙烷层，减压浓缩，得红褐色油状丙硫克百威395g，经高效液相色谱分析，含量为96.4%，收率为97.8%（以克百威计），主要有害杂质克百威含量0.03%。
实施例2
丙硫克百威，化学名称N-[2,3-二氢-2,2-二甲基苯并呋喃-7-基氧羰基（甲基）氨硫基]-N-异丙基-β-丙氨酸乙酯的制备
在带有搅拌的反应釜中加入1.5L 1,2-二氯乙烷，159g（1mol,166mL）N-异丙基-β-丙氨酸乙酯以及101g(1mol)三乙胺，冷却至0℃。搅拌下滴加67.5g(0.5mol)一氯化硫，滴毕后在0～10℃下反应1小时。反应完毕后水洗，分离出1,2-二氯乙烷层，减压浓缩至脱出1,2-二氯乙烷0.8L。然后再次降温至5℃，搅拌下滴加67.5g(0.5mol)硫酰氯，滴毕后在0～30℃下反应3小时，反应完毕后加入210g(0.95mol)克百威、51.6g(0.5mol)N-甲基吡咯烷酮和0.3L 1,2-二氯乙烷，冷却至0℃，搅拌下滴加202g(2mol)三乙胺,滴毕后于0～10℃搅拌3小时，反应完毕后依次水洗、稀硫酸洗，洗至中性后分离出1,2-二氯乙烷层，减压浓缩，得红褐色油状丙硫克百威393g，经高效液相色谱分析，含量为96.2%，收率为97.0%（以克百威计），主要有害杂质克百威含量0.04%。
实施例3
丙硫克百威，化学名称N-[2,3-二氢-2,2-二甲基苯并呋喃-7-基氧羰基（甲基）氨硫基]-N-异丙基-β-丙氨酸乙酯的制备
在带有搅拌的反应釜中加入1.3L 1,2-二氯乙烷，159g（1mol,166mL）N-异丙基-β-丙氨酸乙酯以及101g(1mol)三乙胺，冷却至0℃。搅拌下滴加67.5g(0.5mol)一氯化硫，滴毕后在0～10℃下反应1小时。反应完毕后水洗，分离出1,2-二氯乙烷层，减压浓缩至脱出1,2-二氯乙烷0.8L。然后再次降温至5℃，搅拌下滴加67.5g(0.5mol)硫酰氯，滴毕后在0～30℃下反应3小时，反应完毕后加入210g(0.95mol)克百威、47.4g(0.6mol)二甲基甲酰胺和0.3L 1,2-二氯乙烷，冷却至0℃，搅拌下滴加202g(2mol)三乙胺，滴毕后于30℃搅拌2小时，反应完毕后依次水洗、稀硫酸洗，洗至中性后分离出1,2-二氯乙烷层，减压浓缩，得红褐色油状丙硫克百威396g，经高效液相色谱分析，含量为96.0%,收率为97.5%（以克百威计），主要有害杂质克百威含量为0.04%。
实施例4
丁硫克百威，化学名称2,3-二氢-2，2-二甲基苯并呋喃-7-基(二丁基氨硫甲基氨基)甲酸酯的制备
在带有搅拌的反应釜中加入1.0L 1,2-二氯乙烷，129g（1mol,168mL）二正丁胺以及101g(1mol)三乙胺，冷却至0℃。搅拌下滴加67.5g(0.5mol)一氯化硫，滴毕后在0～10℃下反应1小时。反应完毕后水洗，分离出1,2-二氯乙烷层，减压浓缩至脱出1,2-二氯乙烷0.8L。然后再次降温至5℃，搅拌下滴加67.5g(0.5mol)硫酰氯，滴毕后在0～10℃下反应3小时，反应完毕后加入210g(0.95mol)克百威、103.2g(1mol)N-甲基吡咯烷酮和0.3L 1,2-二氯乙烷，冷却至0℃，搅拌下滴加202g(2mol)三乙胺,滴毕后于20℃搅拌2小时，反应完毕后依次水洗、稀硫酸洗，洗至中性后分离出1,2-二氯乙烷层，减压浓缩，得红褐色油状丁硫克百威364g，经高效液相色谱分析，含量为96.4%，收率为97.2%（以克百威计），主要有害杂质克百威含量为0.05%。
实施例5
丁硫克百威，化学名称2,3-二氢-2，2-二甲基苯并呋喃-7-基(二丁基氨硫甲基氨基)甲酸酯的制备
在带有搅拌的反应釜中加入1.2L 1,2-二氯乙烷，129g（1mol,166mL）二正丁胺以及101g(1mol)三乙胺，冷却至0℃。搅拌下滴加67.5g(0.5mol)一氯化硫，滴毕后在0～10℃下反应1小时。反应完毕后水洗，分离出1,2-二氯乙烷层，减压浓缩至脱出1,2-二氯乙烷0.8L。然后再次降温至5℃，搅拌下滴加67.5g(0.5mol)硫酰氯，滴毕后在0～10℃下反应3小时，反应完毕后加入210g(0.95mol)克百威、47.4g(0.6mol)二甲基甲酰胺和0.3L 1,2-二氯乙烷，冷却至0℃，搅拌下滴加202g(2mol)三乙胺,滴毕后于0～10℃搅拌3.5小时，反应完毕后依次水洗、稀硫酸洗，洗至中性后分离出1,2-二氯乙烷层，减压浓缩，得红褐色油状丁硫克百威361g，经高效液相色谱分析，含量为97.0%，收率为97.0%（以克百威计）。主要有害杂质克百威含量为0.05%。
实施例6
丁硫克百威，化学名称2,3-二氢-2，2-二甲基苯并呋喃-7-基(二丁基氨硫甲基氨基)甲酸酯的制备
在带有搅拌的反应釜中加入1.66L 1,2-二氯乙烷，129g（1mol,166mL）二正丁胺以及101g(1mol)三乙胺，冷却至0℃。搅拌下滴加67.5g(0.5mol)一氯化硫，滴毕后在0～10℃下反应1小时。反应完毕后水洗，分离出1,2-二氯乙烷层，减压浓缩至脱出1,2-二氯乙烷0.8L。然后再次降温至5℃，搅拌下滴加67.5g(0.5mol)硫酰氯，滴毕后在0～10℃下反应3小时，反应完毕后加入210g(0.95mol)克百威、94.8g(1.3mol)二甲基甲酰胺和0.3L 1,2-二氯乙烷，冷却至0℃，搅拌下滴加202g(2mol)三乙胺,滴毕后于0～10℃搅拌2小时，反应完毕后依次水洗、稀硫酸洗，洗至中性后分离出1,2-二氯乙烷层，减压浓缩，得红褐色油状丁硫克百威364g，经高效液相色谱分析，含量为96.2%，收率为97.1%（以克百威计）主要有害杂质克百威含量为0.04%。
实施例7
丁硫克百威，化学名称2,3-二氢-2，2-二甲基苯并呋喃-7-基(二丁基氨硫甲基氨基)甲酸酯的制备
在带有搅拌的反应釜中加入1.5L 1,2-二氯乙烷，129g（1mol,166mL）二正丁胺以及101g(1mol)三乙胺，冷却至0℃。搅拌下滴加67.5g(0.5mol)一氯化硫，滴毕后在0～10℃下反应1小时。反应完毕后水洗，分离出1,2-二氯乙烷层，减压浓缩至脱出1,2-二氯乙烷0.8L。然后再次降温至5℃，搅拌下滴加67.5g(0.5mol)硫酰氯，滴毕后在0～10℃下反应3小时，反应完毕后加入210g(0.95mol)克百威、94.8g(1.3mol)二甲基甲酰胺和0.3L 1,2-二氯乙烷，冷却至0℃，搅拌下滴加202g(2mol)三乙胺，滴毕后于15℃搅拌4小时，反应完毕后依次水洗、稀硫酸洗，洗至中性后分离出1,2-二氯乙烷层，减压浓缩，得红褐色油状丁硫克百威363g，经高效液相色谱分析，含量为96.7%，收率为97.2%（以克百威计），主要有害杂质克百威含量为0.04%。
Claims (2)
1.含硫克百威衍生物的制备方法，其特征在于以二正丁胺或N-异丙基-β-丙氨酸乙酯胺衍生物与一氯化硫为原料，在缚酸剂三乙胺和有机溶剂1,2-二氯乙烷的存在下制得二硫化物，然后加氯化剂硫酰氯生成氮硫氯，再在助溶剂N-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺的作用下与克百威反应，
化学反应式如下：
反应完毕后依次用水洗、稀硫酸洗，调pH值为中性后，再减压蒸馏得到含量≥96％，以克百威计收率为97～98％，产品中主要有害杂质克百威含量≤0.05％的含硫克百威衍生物，所述含硫克百威衍生物是指丁硫克百威和丙硫克百威。
2.根据权利要求1所述的含硫克百威衍生物的制备方法，其特征在于原料胺衍生物︰一氯化硫︰缚酸剂的摩尔投料比为1.0︰0.5︰1.0，有机溶剂体积用量为原料胺衍生物体积的6～10倍，反应温度-10～30℃，反应时间2～5小时，助溶剂用量为所用有机溶剂体积的2～10％。
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